Пыльца сосны переносится ветром на женские шишки где происходит оплодотворение

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Голосеменные - вид древних растений, появившихся около 370 млн. лет назад.

Наибольшего расцвета они достигли к концу палеозойского периода, после чего уступили место покрытосемянным растениям, так как они лучше смогли приспосабливаться к изменениям в условиях окружающей среды.

На данный момент сохранилось около 1100 видов голосеменных. Для сравнения: покрытосемянных - около 300 тыс!

Это преимущественно хвойные растения, являющиеся основной частью (более 90%) лесов нашей планеты.

Иголки голосеменных покрыты воском, снижающим интенсивность испарения воды.

Это позволяет растениям выживать в суровых условиях, при отрицательных температурах и с минимальным количеством влаги.

Основной признак голосеменных - формирование семени из семязачатка без образования цветков и плодов.

Этим они и отличаются от покрытосеменных, у которых цветок является органом полового размножения.

Семязачатки голосеменных состоят из защитной оболочки и мегаспорангия и располагаются на внутренней стороне чешуевидных листьев.

У хвойных такие листья скручиваются в спираль и образуют шишки, которые могут быть как женскими, так и мужскими.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Размножение голосеменных

Сейчас мы рассмотрим основные особенности размножения голосеменных на примере Сосны обыкновенной.

Сосна – однодомное растение.

Шишки представляют собой видоизмененные побеги, называющиеся стробилы.

Весной на молодых ветвях сосны видны маленькие шишки двух видов:

Женские шишки красноватые и сидят поодиночке на их вершинах. На каждой чешуйке красной шишки развиваются по два семязачатка, в которых находятся женские гаметы яйцеклетки

Мужские шишки имеют зеленовато-желтый цвет. Они собраны тесными группами у основания молодых побегов. В них созревает пыльца.

На чешуях мужских шишек образуются микроспорангии, в которых в результате мейоза образуются микроспоры.

В результате деления микроспоры митозом образуются 2 неравные клетки:

большая (вегетативная или сифоногенная) образует двойную оболочку и 2 воздушные камеры (легкость)
мелкая внутри первой (генеративная)

Весной сосны начинают “пылить”, то есть из мужских шишек начинает высыпаться пыльца.

Созревшая пыльца высыпается, подхватывается ветром и переносится в женские шишечки на пыльцевход семязачатков.

Этот процесс называется опылением.

После опыления чешуи красноватых шишек смыкаются и склеиваются смолой.

Оплодотворение у сосны происходит через год после опыления!

Пыльца прорастает - из вегетативной клетки зерна образуется пыльцевая трубка, а из генеративной клетки внутри этой трубки образуются два спермия.

В семязачатках закрывшихся шишек происходит оплодотворение.

В оплодотворении участвует только один спермий, второй – погибает.

В результате оплодотворения образуется зигота.

Зигота дает начало зародышу, а из всего семязачатка образуется семя с запасом питательных веществ, который находится в эндосперме. Оболочка семени образуется из покрова семязачатка.

Шишки растут и одревесневают.

Семена сосны созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек почти через три года.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Любимые всеми кедровые орешки созревают не на настоящем кедре, ведь он дает несъедобные семена.

А вот съедобные растут на сибирской сосне и высоко ценятся за свои вкусовые качества и богатое содержание полезных витаминов и микроэлементов.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Многообразие голосеменных

Большинство голосеменных- это вечнозеленые растения, с листвой игольчатой формы.

По своему внешнему виду они очень разнообразны.

Отдельные виды, произрастающие в тропиках и субтропиках, похожи внешне на пальмы, другие имеют листья оригинальной формы (пластинчатые, стелящиеся).

В отдел голосеменных входит 4 класса растений:

Хвойные (свое название получили из- за особой формы листьев в виде иголочек)
Гинкговые
Гнетовые
Саговниковые

Класс Хвойные

Сосна обыкновенная

Одно из наиболее часто встречающихся голосеменных растений.

Одна из причин широкого распространения сосны - мощная корневая система, позволяющая приживаться в далеко не самых благоприятных условиях.

Ель

Красивое стройное вечнозеленое дерево.

Отдельные виды елей вырастают до 90 метров в высоту.

Растение не нуждается в большом количестве солнечного света, однако требовательно к качеству почвы.

Пихта

Хвойное дерево с плоскими иголками.

Главная особенность пихты – вертикально стоящие на ветках шишки.

Можжевельник

Низкорослые растения (деревца и кустарники) с мелкими чешуеобразными листьями.

Особенность - образование мясистых небольших шишек, внешне напоминающих ягоды смородины.

Лиственница

Хвойное дерево с мягкими колючками, собранными в пучки.

В отличие от многих других голосеменных, лиственница - листопадное растение.

Секвойя

Гигантское реликтовое растение, встречающееся в Америке.

Ствол секвойи может достигать 120 метров в высоту и 10 метров в диаметре.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Класс Саговниковые

60 миллионов лет назад Саговниковые были лесами по всей Земле.

Они внешне похожи на пальмы высотой 2-15 метров.

Считается, что саговниковые произошли от папоротников через промежуточную стадию семенных папоротников.

Растут саговниковые очень медленно.

Встречаются только в тропиках и субтропиках.

Саговниковые единственные современные голосеменные со сложными листьями.

Листья хорошо адаптированы к запасанию воды - они толстые, кожистые и покрыты мощной восковой кутикулой, при росте развертываются улиткообразно, как у папоротников.

Как следствие, саговниковые хорошо приспособлены к засушливым местообитаниям.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Листья саговниковых напоминают вайи папоротников - они перистые или дважды перистые.

Ва́йя (от древне- греческого βαΐον- пальмовая ветвь)- листоподобный орган (побег) папоротников и некоторых примитивных голосеменных, так называемых семенных папоротников.

Ствол низкий, толстый (до 1 метра) и покрыт, как чешуей, основаниями опавших листьев.

Стебель практически не содержит ксилемы.

При сильных неблагоприятных воздействиях окружающей среды у них могут формироваться дополнительные дуги ксилемы, что способствует большей выживаемости растения.

Такое строение стебля не даёт саговниковым расти в умеренном климатическом поясе.

Но зато многие саговниковые успешно радуют нас своим присутствием как комнатные растения.

Например, цикас можно купить в любом цветочном магазине.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Самые крупные шишки среди современных растений, а возможно, и вообще существовавшие когда-либо на свете, дает африканский саговник: масса одной шишки превышает 40 кг!

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Класс Гнетовые

Гнетовые голосеменные растения уже ближе по эволюционной лестнице к покрытосеменным.

Они имеют “околоцветник”, напоминающий цветы у покрытосеменных и вытянутые листья.

Семя у них, в отличие от остальных голосеменных, двудольное, как у некоторых цветковых растений.

Также, как и у покрытосеменных, у них отсутствуют смоляные ходы и имеются сосуды во вторичной ксилеме.

Но у них по-прежнему имеются стробилы и опыление, как и у всех голосеменных, исключительно с помощью ветра.

Самый яркий представитель Гнетовых - это Вельвичия удивительная ( Welwitschia Mirabilis).

Это воистину необычное растение!

Растет она только в Западной Африке, не удаляясь далеко от Атлантического океана.

Корни пускает на глубину до 2 метров в поисках воды, и добывает воду в пустынных условиях в основном из туманов.

А возраст некоторых представителей Вельвичии достигает 2 000 лет.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Класс Гинкговые

Род Гинкго появился в юрском периоде и вплоть до середины мелового периода играл заметную роль в лесной растительности всех континентов.

В современном мире деревья гинкго сохранились лишь в горной местности на северо-востоке Китая на высоте 300- 1100 метров над уровнем моря, в условиях муссонного субтропического климата.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

И с конца 20 века стали популярны биологически-активные добавки и лекарства против атеросклероза, рассеянного склероза, для улучшения памяти на основе экстрактов дерева гинкго.

Гинкго двудомное, листопадное дерево высотой 40 метров при диаметре ствола до 4 метров.

Молодые листья обильно опушены.

Зрелое семя крупное, с мясистым покровом.

Пыльцевые сережки собраны пучками на укороченных побегах, со спирально расположенными микроспорофиллами, несущими по два (редко три-четыре) спорангия.

Пыльцевые зерна безмешковые или с зачаточными мешками.

Семяпочки парные на длинных ножках, с воротничком у основания. Лишь одна их них созревает.

Некоторые Гинкго доживают до 2500 лет и более и плодоносят, начиная с 20-и летнего возраста.

При разведении в культуре мужские и женские растения выращивают отдельно, так как гниющие семена издают неприятный запах.

В странах Восточной Азии гинкго разводят как священное дерево возле буддистских храмов.

В Китае семена гинкго употребляют в пищу.

А в Европе деревья гинкго широко используют для озеленения, причем эти красавцы хорошо растут даже на улицах таких северных городов, как Рига, достигая очень крупных размеров.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Значение голосеменных

Несмотря на относительно малое количество видов, голосеменные имеют широчайшее распространение и представляют огромное значение для природы нашей планеты.

Являясь основными растениями хвойных и смешанных лесов, они производят большое количество кислорода - важнейшей составляющей воздуха.

Кроме производства кислорода к важным функциям лесов следует также отнести регулировку уровня водоемов и интенсивности таяния снегов, закрепление песчаных почв и снижение скорости ветров.

Побеги и семена хвойных - источники пищи для большого количества различных животных.

Древесина - ценный материал, из которого производится мебель, столбы, шпалы, балки перекрытия и даже бумага.

И, конечно же, нельзя забывать, что ель и сосна - самые желанные гости новогодних праздников.

Нарядные и ароматные, они позволяют создавать особенную атмосферу торжества, и потому любимы детьми и взрослыми.

Сегодня елки для праздников выращиваются специально и целенаправленно, так что переживать о ежегодной массовой вырубке хвойных лесов нет причин.

Оборудование: таблицы, рисунки, слайды о разнообразии и размножении хвойных голосеменных, гербарные экземпляры побегов и шишек сосны, ели; оборудование для лабораторных работ.

I. Домашнее задание. П. 42, завершить лабораторную работу.

Органы растения.
Отделы растений.
Характерные черты водорослей. Представители.
Характерные черты мхов. Представители.
Характерные черты папоротникообразных. Представители.

Ш. Изучение нового матеериала

Сегодня мы приступаем к изучению новой группы растений – отдел голосеменные. Принципиальное отличие растений этой группы от растений, изученных нами ранее, состоит в способе размножения.

Как происходит размножение папоротников, мхов?

Посредством чего размножаются голосеменные? (Семенами).

Возникновение семян – очень важный этап в эволюции растений.

Слайды “Разнообразие голосеменных”.

Голосеменные появились на Земле примерно 370 млн лет назад. Они оказались гораздо лучше приспособлены к засушливым условиям, чем папоротники. Для оплодотворения им не нужна вода.

Отдел голосеменных насчитывает около 700 видов. Все современные голосеменные – это деревья и кустарники, редко – лианы. Многие из них образуют обширные леса и распространены почти на всех материках. Травянистых форм среди голосеменных нет.

Самостоятельная работа учащихся с учебником.

Пользуясь текстом учебника (п.42), выпишите основные признаки голосеменных.

Размножение посредством семян.
Не образуют плодов.
Древесные растения или кустарники, иногда стелющиеся формы.
Листья чаще игольчатые, слегка уплощенные или чешуевидные.
Чаще всего вечнозеленые растения.
Настоящие сосуды отсутствуют.
Разнополые растения.
Оплодотворение происходит без участия воды.
Мужские гаметы – неподвижные спермии.

Свое название голосеменные получили благодаря семенам, которые лежат открыто, как бы голо, и в отличие от семян покрытосеменных растений не защищены стенками плода.

Наличие семян является большим эволюционным шагом, дающим этим растениям огромное преимущество перед споровыми.

В чем заключается это преимущество?

(В отличие от спор в семенах имеется запас питательных веществ, необходимых зародышу в первое время его развития, пока у молодого растения не сформируется корневая система. Кроме того, внутри семени зародыш будущего растения надежно защищен от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Все это значительно увеличивает шансы молодого растения на выживание).

Среди растений отдела голосенных много древних видов и уже вымерших, но много и современных. Наиболее знакомые и важные представители этого отдела – класс хвойные.

Назовите хвойные растения.

Закрепление знаний и умений.

1. Какие растения называют голосеменными?

2. В чем состоит главное отличие голосеменных растений от споровых?

3. Основные признаки голосеменных растений.

Тема. “Изучение внешнего вида хвойных растений”.

Цель: изучение внешнего вида побегов, шишек и семян хвойных.

Оборудование: лупа ручная, побеги сосны и ели, шишки сосны и ели, семена сосны и ели.

1. Рассмотрите внешний вид небольших веточек (побегов) сосны и ели. Укажите их основные отличия.

2. Изучите, как расположены хвоинки у этих растений. Найдите укороченные боковые побеги сосны, на которых находятся хвоинки. Сколько их на этих побегах?

3. Сравните хвоинки сосны и ели, их форму, размер. Зарисуйте хвоинки в их натуральную величину. Отметьте особенности хвоинок.

4. Рассмотрите шишки сосны и ели. Укажите их различия.

5. Найдите на чешуйках следы, оставшиеся от семян.

8. Рассмотрите семена хвойных. Проверьте их летучесть. Проследите, как падает вниз крылатое семя.

1 вариант описывает сосну.

Сравнительная характеристика сосны и ели.

Где образуются семена у голосеменных растений?

Почему отдел получил название “голосеменные”?

Плодоносить сосны начинают на 15-30 году жизни. На верхушках молодых побегов сосны в конце весны – начале лета можно увидеть небольшие красноватые шишечки. Это молодые женские шишки. Шишки представляют собой видоизменнный побег. У шишки можно выделить стержень (или ось), на которой расположены чешуи – видоизменные листья. На верхней стороне каждой чешуи расположено по два семязачатка, в каждом из них образуется яйцеклетка.

Мужские шишки более мелкие, всего 1-2 см в длину, желтоватые, собраны в небольшие тесные группы. Мужские шишки расположены ниже женских на тех же или на других ветках. На нижней стороне чешуек шишки расположено по 2 пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца, из которой образуются спермии. Спермии у сосны – неподвижные клетки, без жгутиков. Каждая пылинка сосны имеет по два небольших пузырька, наполненных воздухом. Благодаря наличию этих пузырьков пыльца очень легкая и легко переносится ветром.

В чем биологический смысл расположения мужских шишек ниже, чем женских? (Приспособление к перекрестному опылению).

Пыльца разносится ветром и попадает на семязачатки, голо лежащие на чешуйках женских шишек. После опыления чешуйки смыкаются и склеиваются смолой: начинается подготовка к оплодотворению. Лишь через 13 месяцев после опыления происходит оплодотворение. Шишки и семена сосны созревают на второй год после опыления.

Слайд цикл развития сосны (Приложение)

После оплодотворения из зиготы развивается зародыш и формируются семена сосны. Через 1,5 года шишка сосны высыхает, трескается и семена высыпаются.

Семена голосеменных растений распространяются животными или ветром. Семена многих имеют особое пленчатое крылышко, способствующее перемещению их при помощи ветра.

При попадании семян в благоприятные условия они прорастают и дают начало новому организму.

Вопрос 1. Где образуются пылинки и семязачатки у сосны?
С нижней стороны чешуек зеленовато-желтых мужских шишек сосны развиваются по два пыльцевых мешочка. На каждой чешуе красноватых женских шишек сосны с верхней стороны развиваются по два семязачатка. Женские шишки сосны расположены на тех же деревьях, что и мужские.

Вопрос 2. Как происходит опыление и оплодотворение у сосны?
Весной у основания молодых побегов образуются желто-зеленые мужские шишки. В мужских шишках формируются пыльцевые зерна, состоящие из двух клеток: вегетативной и генеративной. Генеративная клетка делится на две мужские гаметы — спермин. Пыльца переносится ветром к пыльцевходу семязачатка. Из пыльцевхода выделяется клейкая жидкость, при подсыхании которой пыльца втягивается внутрь семязачатка. Между опылением и оплодотворением проходит около года. Пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, которая достигает архегония. В конце пыльцевой трубки находятся два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой одного из архегониев, а другой погибает. Из образовавшейся зиготы развивается зародыш.

Вопрос 3. Каково строение семени сосны?
Семя сосны состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.

Голосеменные растения — это растения, которые размножаются семенами, но, в отличие от цветковых растений, плода не образуют. В нашей стране большинство голосеменных растений — это хвойные деревья и кустарники: сосна, ель, кедр, тис, лиственница и прочие.

2. В чём преимущество семян перед спорами?

Семена помимо зародыша имеют в своем составе достаточный запас питательных веществ, что позволяет им лучше выживать в окружающей среде и обеспечивает больший процент прорастания.

У спор запаса питательных веществ не имеется, поэтому споры могут начать прорастать только при попадании в благоприятную среду.

Вопросы в конце параграфа

1. Где образуются пылинки и семязачатки у сосны?

Пыльца сосны образуется в пыльцевых мешочках, которые попарно расположены на каждой чешуйке зеленовато-жёлтой сосновой шишки.

Семязачатки сосны образуются на красноватых шишках растения. Они также располагаются на каждой чешуйке шишки парами и в каждом семязачатке находятся женские гаметы — яйцеклетки.

2. Как у сосны происходит опыление и оплодотворение?

Опыление сосны происходит при помощи ветра. Пыльца зеленовато-жёлтых шишек высыпается и разносится ветром на дальние расстояния. Если пыльца попадает на красноватые (женские) шишки растения то происходит опыление, после которого чешуйки красноватых шишек смыкаются и склеиваются смолой.

Оплодотворение происходит следующим образом:

внутри красной шишки пыльца прорастает в пыльцевую трубку;
внутри пыльцевой трубки образуются мужские гаметы — сперматозоиды;
затем внутри семязачатков в процессе слияния мужской и женской гамет происходит оплодотворение;
из зиготы развивается зародыш, а из всего семязачатка — семя.

3. Каково строение семени сосны?

В семенах сосны имеется эндосперм с запасом питательных веществ, зародыш и семенная кожура.

Подумайте

В чём преимущество семенного размножения перед споровым?

Семена содержат необходимые для развития зародыша питательные вещества прямо внутри семени растения. Кроме того, семена снабжены семенной кожурой, которая надежно защищает их от повреждения и от отрицательного воздействия окружающей среды. Эти факторы позволяют семенным растениям значительно меньше зависеть от условий внешней среды для начала процесса размножения. Семена чаще прорастают, лучше защищены и намного эффективнее спор распространяются по планете.

Фенологические наблюдения

Наблюдать за цветением сосен и елей можно весной. Обычно зацветают деревья возраст которых не менее 30 лет. На таких деревьях очень красиво распускаются красные и зелёно-жёлтые шишки.

Зелёно-жёлтые и красные шишки ели

Словарик

Пыльцевой мешочек — это место созревания пыльцы голосеменных растений, которое расположено на чешуях зеленоватых шишек.

Пыльцевая трубка — это трубчатый вырост, который находится на красных шишках голосеменных растений и предназначен для преобразования пыльцы в мужские гаметы — сперматозоиды, и доставки их к месту оплодотворения.

Читайте также: