Содержание
Презентация «Голосеменные растения» (36 слайдов)
Слайд 1
ГОЛОСЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ
Слайд 2
ГОЛОСЕМЕННЫЕ — это растения, которые не имеют цветков и плодов, но размножаются семенами.
Семена этих растений лежат открыто «голо» отсюда пошло и название.
В настоящее время голосеменных растений насчитывается около 720 видов.
Кипарис болотный
Слайд 3
ПРЕИМУЩЕСТВА ГОЛОСЕМЕННЫХ ПЕРЕД СПОРОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ
Процесс размножения не связан с водой.
Семена содержат много запаса питательных веществ, необходимых для питания проростка (споры содержат очень мало питательных веществ, поэтому они имеют слабую жизнеспособность)
Слайд 4
МНОГООБРАЗИЕ ГОЛОСЕМЕННЫХ
Саговники — это наиболее древние голосеменные, которые преобладали в мезозойскую эру. Внешне очень похож на пальму.
Слайд 5
Сердцевина этих растений съедобна.
В Японии из нее делают крупу — саго.
В Африке саговники называют хлебным деревом.
Саговник самое медленно растущее дерево, за 100 лет вырастает на 10 см.
Слайд 6
Гинкго — живой реликт. Появился на Земле 300 млн. лет назад и вымер одновременно с динозаврами. Сохранился только один вид, который случайно голландцы обнаружили в Японии.
Слайд 7
Слайд 8
В переводе с японского гинкго — серебрянный абрикос. Его семена ценятся как лечебное средство и дорогой деликотес
Слайд 9
Вельвичия удивительная – растет в пустынях, где годами не выпадает ни капли дождя. Ствол короткий и толстый похож на пень. Листьев всего два, они никогда не опадают и растут всю жизнь. Жизнь у нее долгая до 1000 лет
Слайд 10
ХВОЙНЫЕ
Сосновые
Верхний ряд, слева направо: сосна обыкновенная, сосна чёрная, тсуга канадская, кедр ливанский.
Нижний ряд, слева направо: лиственница, пихта одноцветная, ель обыкновенная, ель колючая голубая
Слайд 11
СОСНА (350 – 400 ЛЕТ)
Окраска коры — красно-бурая
Светолюбивая
Нетребовательна к почве (может расти на песке, скалах и болотах)
Хвоинки длинные, узкие, соединены по две.
Корневая система разная и хорошо развита.
Слайд 12
ЕЛЬ (250 – 300 ЛЕТ)
Окраска коры – темно-коричневая.
Теневыносливое растение.
Произрастает на плодородной и хорошо увлажненной почве.
Хвоинки короткие, острые расположены поодиночке на побегах (живут 7-9 лет).
Корневая система менее развита, боковые корни располагаются в поверхностном слое.
Слайд 13
Хвоя снаружи покрыта плотной кожицей, в которой немного устьиц, поэтому испаряют мало воды и легко переносят засуху. В коре и древесине есть смоляные ходы — межклеточные пространства, заполненные эфирным маслом и смолой. Смола защищает растения от проникновения микроорганизмов и насекомых. Поэтому они живут долго.
Слайд 14
РАЗМНОЖЕНИЕ ГОЛОСЕМЕННЫХ
Размножение голосеменных происходит с помощью семян, но в отличие от цветковых их семена образуются не внутри плода, а в своеобразных органах — шишках, которые образуются на молодых побегах.
Рассмотрим размножение голосеменных на примере сосны.
Сосна — это однодомное растение.
Слайд 15
ШИШКИ
ЖЕНСКИЕ
Красноватые, более крупные, округлые, располагаются на верхушках молодых побегов.
На оси шишки расположены чешуйки, с внутренней стороны которых находятся попарно семяпочки.
МУЖСКИЕ
Зеленовато-желтые, вид колосков, располагаются у основания молодых побегов.
На чешуйках развивается по два пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца.
Слайд 16
Опыление происходит в конце мая- начале июня при помощи ветра. Пыльца попадает на семенные чешуйки и они склеиваются смолой. От опыления до оплодотворения проходит 1 год. Семена созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек почти через два года. Семена имеют пленчатые крылышки, благодаря которым они распространяются ветром.
Слайд 17
ЗНАЧЕНИЕ СОСНЫ
Сосна выделяет летучие вещества, которые убивают микробов, поэтому воздух в сосновом лесу стерилен
Слайд 18
ЗНАЧЕНИЕ ЕЛИ
Древесина ели — главное сырье для производства бумаги.
Еловая хвоя в шесть раз богаче витамином С, чем лимон.
Из ели делали свои скрипки Страдивари и Амати.
Слайд 19
КЕДРОВАЯ СИБИРСКАЯ СОСНА
Это дерево часто зовут сибирским кедром, хотя прямого отношения к настоящим кедрам не имеет. Называют ее кедром за красоту, долголетие (800 – 850 лет), большие размеры (до 45 м в высоту).
Слайд 20
Семена кедровой сибирской сосны — это «кедровые орешки». Они вкусные и очень полезные, созревают более двух лет (27 месяцев). В урожайные годы можно с 1 га собрать до двух тонн семян. Кедровая древесина хороший материал для музыкальных инструментов. В сундуках и шкафах, сделанных из кедровой древесины на заводится моль, а в кедровой посуде долго не скисает молоко.
Слайд 21
КЕДР
Это одни из самых древних деревьев. Ныне в природе сохранилось лишь 4 вида кедров: ливанский, гималайский, атласский, кипрский.
Это мощные, высокие (40 м) деревья, гордость и украшение тех стран, где они растут.
Поэтому ливанский кедр стал национальным символом это страны и изображен на флаге Ливана.
Из кедровой древесины сделаны саркофаги египетских фараонов
Кедр ливанский
Слайд 22
ЛИСТВЕННИЦА
Это самое распространенное дерево в российских лесах. Она занимает 38 % их площадей.
Слайд 23
Хвоинки у лиственницы мягкие и опадают каждую осень, как листва, — отсюда и название дерева. А древесина ее твердая, тяжелая и очень долговечная. Долго не поддается гниению в почве и даже воде. До наших дней сохранилась деревянная башня Якутского острога, сооруженная из лиственницы в середине XVII в.
Слайд 24
КИПАРИСОВЫЕ
Слева направо:
кипарис вечнозелёный, туя западная, биота, можжевельник казацкий
Слайд 25
КИПАРИС
На Кавказе существует легенда о девушке по имени Кипарис, проводившей жениха в дальнее плавание и каждый вечер ожидавшей его на берегу. Но жених все не возвращался, и тогда девушка превратилась в «вечно ждущий» стройный кипарис, от которого произошли все остальные кипарисы.
Слайд 26
Аллеи из кипарисов украшают многие южные города.
В одном итальянском городе даже принят закон о том, что каждый желающий построить дом должен посадить кипарис
Есть примеры совершенно противоположного отношения к кипарису со стороны человека.
В 50-х гг. XX в СССР стали в массовом порядке вырубать кипарис и уничтожили
75 тыс. взрослых деревьев.
Причина: это дерево обвинили в «распространении туберкулеза»
Слайд 27
МОЖЖЕВЕЛЬНИК
Высота растения 10 – 12 м, хотя высота некоторых экземпляров достигает 17 метров. Они могут жить до 600 лет и при этом очень медленно растут.
Вера в охраняющую силу можжевельника была очень сильна, так что клубы его пахучего дыма направляли вслед уходящим врагам (чтобы больше не возвращались).
Слайд 28
Обильные урожаи шишкоягод бывают раз в 3 – 4 года. Настои из них используются для повышения аппетита и служат приправой.
Можжевельник выделяет в 6 раз больше ароматных веществ, убивающих бактерии, чем сосна.
В местах его произрастания воздух чистый и здоровый.
Слайд 29
ТИССОВЫЕ
Слева направо:
тиссовые (тисс ягодный), араукариевые (араукария узколистная, агатис), головчатотиссовые (тиссовник Форчуна)
Слайд 30
ТИСС
Древесина у тисса необыкновенная. В народе это растение зовут «негниючкой». Ни на воздухе, ни в воде тиссовая древесина не гниет, сохраняется веками. Поэтому ее использовали для строительства плотин, водяных мельниц, кораблей. Ее прочность заставляет вспомнить железо. Из нее делали гвозди, стрелы, копья, даже пушечные ядра.
Слайд 31
Тисс растет медленно: так, высота 1200-летнего дерева близ горы Ай-Петри – всего 10 метров. Древесина тисса ядовита. Садовники, подстригающие изгороди из тисса, должны работать с большими перерывами, иначе уже через полчаса у них начинает кружиться и болеть голова, возникает тошнота
Слайд 32
СЕКВОЙЯ
Самое гигантское растение, населяющее нашу планету.
Свое название секвойи получили в честь индейского вождя Секвойи из племени чероки, создавшего в начале XIX в.
алфавит для своего народа.
А мамонтовым деревом один из видов секвой зовут за сходство кривых сучьев с бивнями мамонта.
Слайд 33
У секвойи превосходная древесина красного цвета, которая высоко ценится в столярном деле. Она почти не подвержена действию огня. Ученые выяснили , что лесные пожары нужны этому дереву, без них секвойи не дожили бы до нашего времени. Пожар, не причиняя большого вреда лесным гигантам, выжигает подлесок и лежащую на земле хвою.
Слайд 34
Слайд 35
ЗНАЧЕНИЕ ГОЛОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ
Образуют органические вещества и выделяют кислород.
Хвойные леса задерживают таяние снега и обогащают почву влагой.
Сосна выделяет летучие вещества, обладающие антибактериальным действием.
Ценный строительный и поделочный материал (древесина секвойи – красное дерево).
Древесина ели – сырье для изготовления бумаги.
Из хвойных получают скипидар, лаки, спирт, пластмассу.
Из семян сибирской сосны получают масло.
Многие хвойные используются как декоративные растения.
Слайд 36
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
ВАРИАНТ 1.
Листопадные деревья – береза, липа, дуб – на зиму сбрасывают листья полностью, что сохраняет их от большой потери воды. Хвойные деревья, за редким исключением, — вечнозеленые растения. Каким образом ель, сосна переносят зимнюю «засуху»?
В хвойных лесах стволы у сосен почти до самых верхушек не имеют ветвей, а у елей ветви отсутствуют только в нижней части стволов. С чем связаны такие различия.
Семена из шишек сосны высыпаются в конце зимы, начале весны. Имеет ли какое-либо значение в жизни сосны время рассеивания семян? Если «да», то какое?
ВАРИАНТ 2.
Весной на верхушках молодых побегов сосны образуются маленькие красноватые шишки, а у оснований молодых побегов мелкие желтые шишки. Какие из этих шишек мужские, а какие женские?
Во время сильного ветра ели выворачиваются с корнями, а у сосен обламывается верхушка ствола (примерно на 1/3 от высоты дерева).
Как можно объяснить такие явления?
Сосну очень часто используют в посадках для закрепления песков, а ель для этого не годится. С чем это связано?
Голосеменные и покрытосеменные растения — презентация онлайн
Похожие презентации:
Эндокринная система
Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей
Хронический панкреатит
Топографическая анатомия верхних конечностей
Анатомия и физиология сердца
Мышцы головы и шеи
Эхинококкоз человека
Черепно-мозговые нервы
Анатомия и физиология печени
Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности
Голосеменные и
покрытосеменные
растения
2. Отдел Голосеменные растения
Тисс ягодный
Кипарис
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Признаки Голосеменных
Жизненные формы деревья и кустарники (травянистых
форм нет).
Листья у большинства в виде иголок или чешуйчатые.
Некоторые виды листопадные (лиственница).
Очень слабо развита проводящая ткань – настоящих
сосудов нет, имеются только трахеиды.
Корневая система у большинства стержневая, хорошо
развиты боковые корни.
Стебель (ствол) состоит из коры, древесины, слабо развита
сердцевина, но хорошо видны годичные кольца.
Размножение только семенами.
Семена созревают в шишках или шишкоягодах
(можжевельник), лежат открыто на чешуях шишек.
Часто вступают в симбиоз с грибами (маслята, рыжики,
моховики и др.) и на корне развивается микориза
(грибокорень).
Большинство выделяют смолу, фитонциды (вещества,
Шишка – это укороченный побег, где ось–
это стебель, а чешуи – это листья.
Ось
Чешуи
Хвоинки располагаются
на укороченных побегах
Строение семян голосеменных
Семя состоит из зародыша,
гаплоидного эндосперма и семенной кожуры.
Распространяются у большинства ветром, у
некоторых (у тисса, можжевельника) — животными
Размножение голосеменных
В жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий
собой само растение, на котором образуются женские и
мужские шишки.
В них развиваются гаметофиты.
Мужские гаметофиты — пыльцевые зерна, созревают в
мужских шишках. В пыльце содержится мужские гаметы без
жгутиков – спермии.
Женские гаметофиты — семязачатки, в которых развиваются
яйцеклетки. Семязачатки располагаются открыто (голо) на
семенных чешуях. Из них после оплодотворения
развиваются открыто лежащие семена. Оплодотворению
предшествует опыление. Оплодотворение осуществляется
спермиями, доставляемыми к яйцеклеткам пыльцевой
трубкой.
У сосны обыкновенной оплодотворение происходит только
через год после опыления, а семена созревают за 2 года.
Размножение голосеменных
Происхождение Голосеменных
Появились от древних семенных папоротников.
Преимущества голосеменных по сравнению со
споровыми растениями :
во — первых –гаметофит развивается на спорофите;
во-вторых – для оплодотворения не нужна водаперенос пыльцы (мужских гаметофитов) по
воздуху
в-третьих – размножаются семенами, за счет
сформированного зародыша и запаса питательных
веществ, поэтому происходит быстрое развитие
молодого растения.
Значение голосеменных в природе:
1. Определяют ландшафт многих территорий, образуя
лесные массивы, составляют основу многих
биоценозов.
2. Выделяя кислород, участвуют в поддержании состава
атмосферы, в круговороте веществ.
3. Хвоя, молодые побеги и семена являются пищей для
многих животных (белок, бурундуков, лосей,
глухарей, клестов и др.)
4. Имеют водоохранное и противоэрозионное значение.
Значение в жизни человека:
•строительной материал, топливо, сырье для
деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной
промышленности.
•получают вискозу, шелк, целлюлозу, 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.
•служат источником витаминов, из семян сибирской
сосны получают кедровое масло.
•используются в медицине (сосновые почки, эфирные
масла и др.) и косметологии.
•Из древесины некоторых видов ели делают музыкальные
инструменты.
17. Происхождение покрытосеменных.
Ученые-палеоботаники считают, что
покрытосеменные растения появились
на Земле 125 – 150 млн. лет назад в
мезозойской эре от голосеменных.
Появление цветка стало важным
событием в происхождении
покрытосеменных.
Согласно другой версии
покрытосеменные произошли от
семенных папоротников.
Местообитания покрытосеменных растений
Особенности покрытосеменных растений
наличие цветков, поэтому их называют цветковыми растениями;
семяпочка защищена завязью;
образуют плод;
ткани максимально приспособлены к выполнению своих
функций;
быстрый обмен веществ;
приспособленность к обитанию в различных экологических
условиях;
гаметофит – семязачаток и пыльцевая трубка;
опыление происходит ветром, животными, самоопыление;
ярусность в лесу;
жизненные формы: деревья, кустарники и травы;
по продолжительности жизни: одно-, двух- и многолетние
растения.
Господствующее положение среди
растений
Черты сходства и отличия
покрытосеменных и голосеменных растений.
№ признаки
1
Семя
Цветок
3 Ткани
2
4
Опыление
5
Жизненные
формы
голосеменные
покрытосеменные
Черты отличия
покрытосеменных и голосеменных растений.
№ признаки
голосеменные
покрытосеменные
1 Семя
семя «лежит» открыто
на чешуе шишки.
семяпочка защищена
завязью
2 Цветок
не образуют цветы
наличие цветков
3 Ткани
в древесине сосуды не
развиты
4 Опыление
опыление происходит
с помощью ветра
ткани приспособлены к
выполнению своих
функций
опыление происходит
ветром, животными,
самоопыление
5 Жизненные только древесные
формы
формы
деревья, кустарники и
травы.
Черты сходства
покрытосеменных и голосеменных растений
имеют хорошо развитые корни, стебли, листья;
образуют семена;
семена не заключены в истинный плод (иногда
покрыты мясистыми или твёрдыми структурами
(кедровый орех).
Классификация покрытосеменных
растений
Класс
Однодольные растения
Класс
Двудольные растения
24.
Классификация покрытосеменных растений
Признак
Класс Двудольные растения
1. Зародыш семени
2. Жизненные формы
3. Корневая система
4. Листья
5. Край листа
6. Жилкование
7. Околоцветник
8. Части цветка
9. Опыление
10. Семейства
Класс Однодольные растения
Характерные признаки классов
Двудольные и Однодольные растения
Признак
1.
Зародыш
семени
2. Жизненные
формы
Двудольные
растения
2 семядоли
Однодольные
растения
1 семядоля
Деревья,
кустарники и
травы
В основном
травы
Признак
3. Корневая
система
4. Листья
Двудольные
растения
Однодольные
растения
стержневая
мочковатая
простые и
сложные
простые
5. Край листа
цельный и
изрезанный
цельный
6. Жилкование
листьев
пальчатое и
перистое
параллельное и
дуговое
Признак
Двудольные
растения
Однодольные
растения
7.
Околоцветник
двойной
простой
8. Части цветка
кратно 4 или 5
кратно 3
Признак
9. Опыление
10. Наличие
камбия
Двудольные
растения
Однодольные
растения
преимущественно Преимущественно
насекомыми
ветром
имеют камбий
не имеют камбий
30. Растения — исключения:
Подорожник –
двудольное растение
дуговое жилкование;
мочковатая корневая система;
2 семядоли.
Вороний глаз –
однодольное растение
перистое жилкование;
стержневая корневая система;
1 семядоли.
English
Русский
Правила
голосеменные растения | Определение, описание, растения, примеры, филогения и факты
сосна пиньон
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Роберт Браун
- Похожие темы:
- хвойное дерево
цикадофит
гнетофит
гинкгофит
Цикадеоидофиты
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
голосеменные , любое сосудистое растение, размножающееся с помощью открытого семени или семяпочки, в отличие от покрытосеменных или цветковых растений, семена которых окружены зрелыми завязями или плодами.
Семена многих голосеменных (буквально «голые семена») находятся в шишках и не видны до созревания. Таксономисты различают четыре различных подразделения современных (невымерших) голосеменных растений — Pinophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta и Gnetophyta — с 88 родами и более чем 1000 видами, распространенными по всему миру.
Голосеменные доминировали в мезозойскую эру (около 252,2–66 миллионов лет назад), в течение которой возникли некоторые современные семейства (Pinaceae, Araucariaceae, Cupressaceae). Хотя с мелового периода (около 145–66 миллионов лет назад) голосеменные постепенно вытеснялись более поздними покрытосеменными растениями, они все еще успешны во многих частях мира и занимают большие площади поверхности Земли. Хвойные леса, например, покрывают обширные районы северных умеренных земель, а голосеменные часто растут в более северных широтах, чем покрытосеменные.
Во всех живых группах голосеменных видимая часть тела растения (т. е. растущий стебель и ветви) представляет спорофитное или бесполое поколение, а не гаметофитное или половое поколение.
Как правило, спорофит имеет стебель с корнями и листьями и несет репродуктивные структуры. Как сосудистые растения, голосеменные содержат две проводящие ткани: ксилему и флоэму. Ксилема проводит воду и минеральные вещества от корней к остальной части растения, а также обеспечивает структурную поддержку. Флоэма распределяет сахара, аминокислоты и органические питательные вещества, произведенные в листьях, в нефотосинтезирующие ткани растения.
У большинства голосеменных конусы мужской пыльцы, называемые микростробилами, содержат редуцированные листья, называемые микроспорофиллами. Микроспорангии, или пыльцевые мешочки, располагаются на нижней поверхности микроспорофиллов. Число микроспорангиев может варьировать от двух у многих хвойных до сотен у некоторых саговниковых. Внутри микроспорангиев находятся клетки, которые подвергаются мейотическому делению с образованием гаплоидных микроспор.
Викторина «Британника»
Растения: от милых до плотоядных
Возможно, вы знаете, что рис — это семя растения, но какое из известных растений является самым древним? Какое растение может быть однолетним, двулетним или многолетним? Копайте глубже и находите ответы в этой викторине.
Фаза гаметофитов начинается, когда микроспора, все еще находясь внутри микроспорангия, начинает прорастать, образуя мужской гаметофит. Одно ядро микроспоры делится митозом с образованием нескольких клеток. На этой стадии мужской гаметофит (называемый пыльцевым зерном) сбрасывается и переносится ветром или насекомыми.
Женские овулирующие шишки, называемые мегастробилами, могут образовываться на том же растении, которое несет микростробилы (как у хвойных), или на отдельных растениях (как у саговников и Гинкго ). Мегастробил содержит много чешуек, называемых мегаспорофиллами, которые содержат мегаспорангии. В каждом мегаспорангии одна клетка подвергается мейотическому делению с образованием четырех гаплоидных мегаспор, три из которых обычно дегенерируют. Оставшаяся мегаспора подвергается митозу, образуя женский гаметофит. По мере увеличения числа свободных ядер мегаспорангий и стенка мегаспоры расширяются. На этом этапе яйцеклетка готова к оплодотворению.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас
Однако, прежде чем произойдет оплодотворение, зрелый мужской гаметофит (пыльцевое зерно) должен быть перенесен на женский гаметофит — процесс опыления. У многих голосеменных липкая «капля опыления» сочится из крошечного отверстия в женском мегаспорангии, чтобы поймать пыльцевые зерна. Затем капля резорбируется в мегаспорангий для оплодотворения. У других видов пыльцевое зерно оседает на поверхности мегаспорангиев, где далее развивается мужской гаметофит. Пыльцевая трубка выходит из зерна и прорастает через мегаспорангий к многоклеточной структуре, содержащей яйца, называемой архегонием. Яйцеклетка и сперматозоид продолжают созревать, ядро последнего подвергается дополнительным делениям, в результате чего образуются две мужские гаметы, или сперматозоиды. Интересно, что саговники и Гинкго — единственные семенные растения с жгутиковыми сперматозоидами. К тому времени, когда пыльцевая трубка достигает архегония, и яйцеклетка, и сперматозоид полностью созреют, и яйцеклетка готова к оплодотворению.
У голосеменных, когда ядра двух сперматозоидов встречаются с яйцеклеткой, одно ядро погибает, а другое объединяется с ядром яйцеклетки, образуя диплоидную зиготу. Оплодотворенная яйцеклетка подвергается митозу, чтобы начать развитие нового поколения спорофита — многоклеточного зародыша семени. Пищу для развивающегося эмбриона обеспечивает окружающий его массивный женский гаметофит, наполненный крахмалом. Интервал времени между опылением и созреванием зародыша в новое поколение спорофита различен у разных групп и колеблется от нескольких месяцев до более года (например, у сосны).
У голосеменных, таких как саговники и гинкго , семенная кожура известна как саркотеста и состоит из двух слоев. Саркотеста у саговников часто ярко окрашена, а саркотеста семян гинкго при созревании имеет неприятный запах. Семена некоторых хвойных имеют тонкую крыловидную структуру, которая может способствовать распространению семян. Семена других хвойных, таких как тис, имеют мясистую структуру, известную как ариль, окружающую их.
Шишки можжевельника мясистые и обычно поедаются птицами.
В зрелом возрасте зародыш голосеменного имеет два или более семенных листа, известных как семядоли. Cycads, Ginkgo и гнетофиты имеют две семядоли в зародыше; у сосны и других хвойных может быть несколько (обычно восемь, у некоторых до 18). У саговниковых и гинкго семядоли остаются внутри семени и служат для переваривания пищи в женском гаметофите и поглощения ее развивающимся зародышем. Семядоли хвойных обычно появляются из семян и становятся фотосинтезирующими.
Голосеменные растения | Биология для специальности II
Результаты обучения
- Определение основных характеристик голосеменных растений
Голосеменные , что означает «голые семена», представляют собой разнообразную группу семенных растений. Согласно «антофитной» гипотезе, покрытосеменные являются сестринской группой одной группы голосеменных (Gnetales), что делает голосеменные растения парафилетической группой.
Парафилетические группы — это группы, в которых не все потомки одного общего предка входят в группу. Однако гипотеза «netifer» предполагает, что гнетофиты являются сестрами хвойных, что делает голосеменные растения монофилетическими и сестрами покрытосеменных. Дальнейшие молекулярные и анатомические исследования могут прояснить эти отношения. Характеристики голосеменных включают голые семена, отдельные женские и мужские гамтофиты, конусы пыльцы и конусы овуляции, опыление ветром и насекомыми, а также трахеиды (которые переносят воду и растворенные вещества в сосудистой системе).
Семена голосеменных не заключены в завязь; скорее, они лишь частично защищены видоизмененными листьями, называемыми спорофиллами . Вы можете вспомнить термин strobilus (множественное число = стробилы) описывает плотное расположение спорофиллов вокруг центрального стебля, как это видно в сосновых шишках. Некоторые семена при созревании покрываются тканями спорофита.
Слой ткани спорофита, окружающий мегаспорангий, а затем и зародыш, называется интегументом .
Голосеменные были доминирующим типом в мезозойскую эру. Они приспособлены к жизни там, где в течение части года не хватает пресной воды, или в бедной азотом почве болота. Таким образом, они по-прежнему являются заметным типом в хвойном биоме или тайге , где вечнозеленые хвойные деревья имеют избирательное преимущество в холодную и сухую погоду. Вечнозеленые хвойные сохраняют низкий уровень фотосинтеза в холодные месяцы и готовы воспользоваться первыми солнечными днями весны. Одним из недостатков является то, что хвойные деревья более восприимчивы к заражению листьев, чем лиственные деревья, потому что большинство хвойных не теряют свои листья сразу. Поэтому они не могут избавляться от паразитов и возобновлять весной свежие листья.
Жизненный цикл голосеменных включает чередование поколений с доминирующим спорофитом, в котором находятся редуцированные мужские и женские гаметофиты.
Все голосеменные растения разноспоровые. Мужские и женские репродуктивные органы могут образовываться в виде шишек или стробилов. Мужские и женские спорангии образуются либо на одном и том же растении, называемом однодомным («однодомным» или обоеполым), либо на отдельных растениях, называемых двудомным («двудомным» или однополым). Жизненный цикл хвойного дерева послужит нам примером размножения голосеменных растений.
Жизненный цикл хвойного дерева
Сосны относятся к хвойным деревьям (хвойные = шишки) и несут как мужские, так и женские спорофиллы на одном и том же зрелом спорофите. Следовательно, они являются однодомными растениями. Как и все голосеменные, сосны гетероспористы и образуют споры двух разных типов (мужские микроспоры и женские мегаспоры). Мужские и женские споры развиваются в разных стробилах, с маленькими мужскими шишками и более крупными женскими шишками. В мужских шишках, или тычиночных шишках, микроспороцитов претерпевают мейоз, и образующиеся в результате гаплоидные микроспоры дают начало мужским гаметофитам или «пыльцевым зернам» путем митоза.
Каждое пыльцевое зерно состоит всего из нескольких гаплоидных клеток, заключенных в прочную стенку, укрепленную спорополленином. Весной большое количество желтой пыльцы высвобождается и разносится ветром. Некоторые гаметофиты приземляются на женские шишки. Опыление определяется как начало роста пыльцевых трубок. Пыльцевая трубка развивается медленно, и генеративная клетка в пыльцевом зерне производит два гаплоидных спермия или генеративных ядра путем митоза. При оплодотворении одно из гаплоидных ядер спермия соединяется с гаплоидным ядром яйцеклетки.
Женские шишки, или овулирующие шишки , содержат по две семяпочки на чешую. Каждая семяпочка имеет узкий проход, открывающийся у основания спорофилла. Этот проход является микропиле, через который позже прорастет пыльцевая трубка. Одна материнская клетка мегаспоры, или мегаспороцитов , подвергается мейозу в каждой семязачатке. Три из четырех клеток ломаются; только одна выжившая клетка разовьется в женский многоклеточный гаметофит, который окружает архегоний (архегоний — репродуктивный орган, содержащий одно большое яйцо).
Когда женский гаметофит начинает развиваться, липкая капля опыления захватывает переносимые ветром пыльцевые зерна возле отверстия микропиле. Образуется пыльцевая трубка, которая растет по направлению к развивающемуся гаметофиту. Одно из генеративных ядер или ядер сперматозоидов из пыльцевой трубки войдет в яйцеклетку и сольется с ядром яйцеклетки по мере созревания яйцеклетки. При оплодотворении диплоидное яйцо даст начало зародышу, заключенному в семенную оболочку из ткани родительского растения. Хотя может образоваться и даже оплодотвориться несколько яйцеклеток, обычно в каждой яйцеклетке остается один выживший эмбрион. Оплодотворение и развитие семян — длительный процесс у сосен: после опыления может пройти до двух лет. Образующееся семя содержит три поколения тканей: семенную оболочку, происходящую из ткани спорофита, ткань гаметофита, обеспечивающую питательные вещества, и сам зародыш.
На рисунке 1 показан жизненный цикл хвойного дерева. Фаза спорофита (2 n ) — самая продолжительная фаза в жизни голосеменных растений.
Гаметофиты (1 n ), образованные микроспорами и мегаспорами, уменьшены в размерах. Между опылением и оплодотворением может пройти более года, пока пыльцевая трубка растет по направлению к растущему женскому гаметофиту (1 n ), который развивается из одной мегаспоры. Медленный рост пыльцевой трубки позволяет женскому гаметофиту вовремя производить яйца (1 и ).
Рисунок 1. Жизненный цикл хвойных пород. На этом изображении показан жизненный цикл хвойного дерева. Пыльца с мужских шишек взмывает на верхние ветки, где оплодотворяет женские шишки. Показанная на изображении мегаспора развивается в женский гаметофит по мере того, как пыльцевая трубка медленно приближается к ней, в конечном итоге сливаясь с яйцом и образуя мужское ядро, которое соединяется с женским ядром зрелого яйца.
Практический вопрос
На какой стадии формируется диплоидная зигота?
- когда женская шишка начинает распускаться с дерева
- при оплодотворении
- когда семена падают с дерева
- когда пыльцевая трубка начинает расти
Показать ответ
Посмотрите это видео, чтобы увидеть процесс образования семян голосеменных растений.
Разнообразие голосеменных
Современные голосеменные делятся на четыре типа. Coniferophyta, Cycadophyta и Ginkgophyta сходны по характеру развития семян, а также по продукции вторичный камбий (клетки, образующие сосудистую систему ствола или стебля и частично специализированные для транспортировки воды). Однако эти три типа филогенетически не связаны друг с другом. Gnetophyta считаются группой, наиболее близкой к покрытосеменным растениям, потому что они производят настоящую ткань ксилемы с сосудами, а также трахеидами, обнаруженными у остальных голосеменных растений. Возможно, что элементы сосудов возникли независимо в двух группах
Хвойные (Coniferophyta)
Хвойные являются доминирующим типом голосеменных с наибольшим разнообразием видов (рис. 2). Типичными хвойными деревьями являются высокие деревья с чешуйчатыми или игольчатыми листьями.
Испарение воды листьями уменьшается из-за их узкой формы и толстой кутикулы. Снег легко соскальзывает с игольчатых листьев, сохраняя легкую снеговую нагрузку и уменьшая количество сломанных ветвей. Такие приспособления к холодной и сухой погоде объясняют преобладание хвойных на больших высотах и в холодном климате. К хвойным относятся известные вечнозеленые деревья, такие как сосны, ели, пихты, кедры, секвойи и тисы. Некоторые виды являются листопадными и теряют листья осенью. Лысый кипарис, красное дерево, европейская лиственница и тамарак (рис. 2с) являются примерами лиственных хвойных деревьев. Многие хвойные деревья заготавливаются для производства бумажной массы и древесины. Древесина хвойных более примитивна, чем древесина покрытосеменных; он содержит трахеид , но без элементов сосудов, и поэтому называется «мягкой древесиной».
Рисунок 2. Хвойные деревья являются доминирующей формой растительности в холодных или засушливых условиях и на больших высотах.
Здесь показаны (a) вечнозеленая ель Picea sp ., (b) можжевельник Juniperus sp ., (c) секвойя Sequoia Semervirens , листопадное голосеменное растение, и (d) тамарак Larix larcinia . . Обратите внимание на желтые листья тамарака. (кредит a: модификация работы Розендаля; кредит b: модификация работы Алана Левина; кредит c: модификация работы Венди Маккормик; кредит d: модификация работы NOAA)
Саговники
Рисунок 3. Этот саговник Encephalartos ferox имеет большие шишки и широкие, похожие на папоротник листья. (кредит: Венди Катлер)
Саговники процветают в мягком климате, и их часто принимают за пальмы из-за формы их больших сложных листьев. Саговники имеют большие стробилы или шишки (рис. 3) и могут опыляться жуками, а не ветром, что необычно для голосеменных растений. Крупные саговники доминировали в ландшафте в эпоху динозавров в мезозое, но только сотня или около того более мелких видов сохранились до наших дней.
Им грозит исчезновение, а несколько видов охраняются международными конвенциями. Из-за привлекательной формы их часто используют в качестве декоративных растений в садах тропиков и субтропиков.
Gingkophytes
Единственным сохранившимся видом из группы ginkgophytes является Ginkgo biloba (рисунок 4). Его веерообразные листья — уникальные среди семенных растений, потому что они имеют дихотомическое жилкование — осенью желтеют и падают с дерева. На протяжении веков G. biloba культивировали китайские буддийские монахи в монастырях, что обеспечивало его сохранность. Его высаживают в общественных местах, потому что он необычайно устойчив к загрязнениям. Мужские и женские органы образуются на разных растениях. Как правило, садовники сажают только мужские деревья, потому что семена, произведенные женскими растениями, имеют неприятный запах прогорклого масла.
Рисунок 4. На этой гравюре из книги Flora Japonica 1870 года, Sectio Prima (Tafelband) изображены листья и плоды Gingko biloba , нарисованные Филиппом Францем фон Зибольдом и Джозефом Герхардом Цуккарини.
Гнетофиты
Филогенетическое положение гнетофитов в настоящее время не определено. Наличие у них элементов сосудов предполагает, что они являются ближайшими родственниками современных покрытосеменных растений. Однако молекулярный анализ ставит их ближе к хвойным. Три живых рода весьма непохожи: Ephedra , Gnetum и Welwitschia (рис. 5), что может свидетельствовать о том, что группа не является монофилетической. Как и покрытосеменные, они имеют широкие листья. Эфедра встречается в засушливых районах западного побережья США и Мексики. Маленькие чешуйчатые листья эфедры являются источником соединения эфедрина , которое используется в медицине в качестве сильнодействующего противоотечного средства. Поскольку эфедрин похож на амфетамины как по химической структуре, так и по неврологическим эффектам, его использование ограничено отпускаемыми по рецепту лекарствами.
9Виды 0087 Gnetum встречаются в некоторых частях Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии и включают деревья, кустарники и лианы. Welwitschia находится в пустыне Намиб и, возможно, является самым странным членом группы. Он производит только два листа, которые непрерывно растут на протяжении всей жизни растения (некоторым растениям сотни лет). Как и гинкго, Welwitschia продуцирует мужские и женские гаметы на разных растениях.
Рисунок 5. (a) Ephedra viridis , известный под общим названием мормонский чай, произрастает на западном побережье США и в Мексике. (b) Gnetum gnomon произрастает в Малайзии. (c) Большая Welwitschia mirabilis может быть найдена в пустыне Намибии. (кредит a: модификация работы Министерства сельского хозяйства США; кредит b: модификация работы Малкольма Мэннерса; кредит c: модификация работы Дерека Китса)
Посмотрите это видео, описывающее удивительную странность Welwitschia.