Чем отличаются размножение цветковых от размножения хвойных растений

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

1. Почему на поверхности водоемов обитают растения с зеленой окраской, а на морских глубинах – красной?

Растения с зеленой окраской в процессе фотосинтеза поглощают свет красной части спектра. Вода плохо пропускает такой свет, на глубине остаются только зеленые и синие лучи, для их поглощения требуются красные пигменты.

2. По каким признакам семенные растения отличаются от мхов? Приведите не менее четырёх признаков.

1) наличие всех типов тканей;
2) наличие корней (развитие корневой системы);
3) размножение семенами, наличие органов, в которых они образуются (шишка, цветок, плод);
4) независимость оплодотворения от наличия воды;
5) преобладание спорофита (бесполое поколение) над гаметофитом (половое поколение) в цикле развития

3. По каким признакам высшие семенные растения отличаются от низших растений? Приведите не менее трех признаков.

Низшие растения – это водоросли, высшие семенные растения – это голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
1) У низших растений нет тканей (механических, проводящих и т.п.)
2) У низших растений нет органов (листьев, корней и т.п.)
3) Низшие растения размножаются спорами, а семенные – семенами.
4) У водорослей сперматозоиды плавают в воде, а у семенных мужские половые клетки (спермии) не плавающие, достигают яйцеклетки в процессе опыления.

4. Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. (1)Водоросли – это группа низших растений, обитающих в водной среде. (2) У них отсутствуют органы, но имеются ткани: покровная, фотосинтезирующая и образовательная. (3) В одноклеточных водорослях осуществляется как фотосинтез, так и хемосинтез. (4) В цикле развития водорослей происходит чередование полового и бесполого поколений. (5) При половом размножении гаметы сливаются, происходит оплодотворение, в результате которого и развивается гаметофит. (6) В водных экосистемах водоросли выполняют функцию продуцентов.

2) У водорослей нет органов и тканей.
3) Хемосинтез происходит только у бактерий.
5) При слиянии гамет у растений образуется спорофит.

5. В чем проявляется усложнение папоротников по сравнению с мхами? Приведите не менее трех признаков.

1. У папоротников имеются корни.
2. Хорошо развита проводящая и механическая ткани.
3. В жизненном цикле преобладает спорофит.

6. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их. (1) Зелёные водоросли состоят из разнообразных тканей. (2) В их клетках наряду с фотосинтезом происходит хемосинтез. (3) Они образуют органические вещества из неорганических. (4) Как и цветковые растения, водоросли поглощают воду и минеральные соли с помощью корней. (5) Морскую водоросль - ламинарию человек употребляет в пищу.

1) 1 - зелёные водоросли состоят из одинаковых клеток и не имеют тканей;
2) 2 - в клетках водорослей хемосинтеза не происходит;
3) 4 - водоросли не имеют корней

7. Какова роль опушения листьев, стеблей, плодов и семян растений?

1) Волоски на листьях и стеблях рассеивают свет, спасают фотосинтезирующие органы от слишком яркого света.
2) Волоски на листьях и стеблях создают рядом с эпидермисом неподвижный слой воздуха, уменьшая испарение воды.
3) Жесткие и жгучие волоски могут защищать от поедания (крапива).
4) Опушенные плоды и семена легко прикрепляются к шерсти животных или уносятся ветром (одуванчик, тополь и др.)

8. Назовите особенности строения и питания лишайников и укажите их роль в природе.

1) Лишайники являются симбиотическими организмами, таллом лишайника состоит из мицелия грибов, переплетенного с одноклеточными водорослями или цианобактериями.
2) Водоросли или цианобактерии фотосинтезируют и снабжают грибы продуктами фотосинтеза, грибы поглощают из окружающей среды воду и минеральные соли и делятся с водорослями.
3) Лишайники – это самые первые живые организмы на голом камне, постепенно разрушают камень, создавая предпосылку для возникновения почвы. Некоторые организмы питаются лишайниками. Являются индикаторами экологической обстановки.

9. Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их. (1) У низших растений, водорослей, тело одноклеточное или многоклеточное. (2) Таллом всех водорослей покрыт тканью, выполняющей защитную функцию. (3) У водорослей отсутствуют настоящие листья, стебли, корни. (4) Хламидомонаду, спирогиру, ламинарию относят к зеленым водорослям. (5) Хламидомонада имеет чашевидный хроматофор, способна к фотосинтезу. (6) Бурые водоросли по типу питания – хемотрофы. (7) Спирогира – многоклеточная нитчатая водоросль, имеющая спиральные хроматофоры.

2 – у водорослей отсутствуют ткани;
4 – ламинарию относят к бурым водорослям;
6 – по способу питания бурые водоросли – фототрофы.

10. Какие прогрессивные признаки сформировались в генеративных органах и половом размножении покрытосеменных растений в процессе эволюции? Приведите не менее четырех признаков, обоснуйте их значение.

1) появление цветка увеличило эффективность опыления;
2) двойное оплодотворение, в результате чего семя имеет триплоидный эндосперм, что улучшило питание зародыша;
3) развитие семязачатков в завязи пестика обеспечило их защиту (защиту семян);
4) появление плода у покрытосеменных способствовало защите семян и их распространению;
5) наличие нектарников обеспечило привлечение насекомых для опыления

11. Появление семенного размножения растений, в отличие от спорового, сыграло важную роль в эволюции растительного мира. Приведите не менее четырех доказательств значения этого ароморфоза. Ответ поясните.

1) семена были лучше защищены покровами (семенной кожурой), что обеспечило их выживание;
2) семена содержали большой запас питательных веществ, что обеспечивало развитие зародыша и его прорастание, меньшую зависимость от внешних факторов;
3) независимость оплодотворения от воды при семенном размножении (в отличие от спорового);
4) семя – многоклеточный орган, что повышает шансы на его выживание, а спора – одна клетка

12. Чем спора отличается от семени? Приведите не менее трех различий.

1) спора одноклеточное образование (специализированная клетка) осуществляет бесполое размножение растений; семя – многоклеточный орган, обеспечивающий половое размножение растений;
2) в спорах нет запаса питательных веществ, в семенах находится запас питательных веществ, который используется при прорастании;
3) спора имеет защитную оболочку, семя имеет семенную кожуру, которая в большей степени защищает зародыш и другие части семени

13. Чем отличается по строению семя сосны от споры папоротника? Укажите не менее трех отличий.

1) семя – многоклеточное образование, спора – одноклеточное;
2) семя имеет зародыш, у споры он отсутствует;
3) семя имеет запас питательных веществ, у споры их нет

14. Рассмотрите предложенную схему классификации высших растений. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме знаком вопроса.

15. В пищевом рационе человека рекомендуется использование морской капусты - ламинарии. Какое значение имеет её употребление в нормализации функций организма?

1) морская капуста обладает свойствами накапливать химический элемент йод;
2) йод необходим для нормализации функции щитовидной железы

16. Укажите не менее четырех отличий в строении и жизненном цикле покрытосеменных от голосеменных растений.

1) наличие цветков и плодов;
2) разнообразные жизненные формы – травы, кустарники, деревья;
3) опыление осуществляется не только ветром, но и животными;
4) семяпочка защищена завязью

17. Назовите основные ароморфозы растительного мира.

1) Появление процесса фотосинтеза.
2) Дифференцировка тела на ткани и органы.
3) Возникновение опыления (исчезновение необходимости воды для оплодотворения).
4) Возникновение семян с запасом питательных веществ.

18. Укажите не менее четырех отличий в строении и жизненном цикле хвойных голосеменных от папоротниковидных.

1) наличие хвои (видоизменённых листьев)
2) размножение семенами
3) оплодотворение не зависит от воды
4) в основном древесные жизненные формы

19. Определите отделы, к которым относят растения, изображенные на рисунках. Укажите признаки, по которым Вы отнесли их к этим отделам. Чем представлены спорофиты у этих растений?

1) 1 – отдел Моховидные;
2) корни отсутствуют (есть ризоиды);
3) на верхушках побегов развиваются коробочки со спорами;
4) 2 – отдел Покрытосеменные (Цветковые);
5) наличие цветков, плодов;
6) у моховидных спорофит представлен спорогоном (коробочкой на ножке) на гаметофите;
7) у покрытосеменных спорофит представлен взрослым растением (со всеми вегетативными и генеративными органами)

1) 3 – спорофит – это бесполое поколение;
2) 4 – гаметофит (заросток) развивается из споры;
3) 6 – набор хромосом гаметофита гаплоидный (диплоидный набор хромосом у спорофита)

Преемственность жизни и поддержание численности популяций — два важных процесса, которые осуществляются путём воспроизведения себе подобных. Представители флоры могут продлевать свой род различными методами: при помощи спор, вегетации, полового размножения. У растений, как и у животных, есть особые клетки и органы, выполняющие репродуктивную функцию.

Способы размножения

Растения размножаются как бесполым, так и половым способом. К первому типу репродукции относятся спорообразование и вегетативный метод воспроизведения. Спорой называют специализированную клетку растения, которая в процессе жизнедеятельности отделяется от материнского организма. Попадая в благоприятную среду, она даёт жизнь новому растению. Этот способ размножения характерен для самых древних представителей флоры:

папоротников;
хвощей;
плаунов;
мхов.

Вегетативное размножение происходит при помощи стеблей, листьев, луковиц, побегов или корней растения.

Такой способ воспроизведения характерен почти для всех представителей флоры, имеющих сформированные органы.

В процессе эволюции произошла закономерная смена бесполого размножения на половое. Способ характеризуется слиянием двух половых клеток растений, называемых гаметами. Каждая родительская клетка несёт собственный генетический материал. Это значит, что в первом поколении будут проявляться абсолютно новые наследственные признаки, которые позволят лучше приспособиться к окружающей среде. В этом и заключается основное преимущество полового размножения.

Организм, на котором происходит формирование специализированных клеток, называется гаметофитом, а сам процесс — гаметогенезом. Органы полового размножения у растений называются так же, как и структуры, формирующие репродуктивные клетки, — архегонии и антеридии. Подвижные мужские гаметы называют сперматозоидами, неподвижные — спермиями.

Женской гаметой является яйцеклетка, которая отличается крупным размером и высоким содержанием питательных веществ. После слияния мужских и женских половых клеток образуется зигота. Зародыш имеет диплоидный набор хромосом, полученных от родителей.

Особенности процесса у разных видов

Важно понимать, что половое размножение растений кардинально отличается от аналогичного процесса у животных. Например, представители флоры могут не делиться на мужские и женские, а быть обоеполыми. Для споровых растений и водорослей характерно чередование полового и бесполого способа размножения. Особенности процесса репродукции зависят от принадлежности к конкретной группе и виду.

Водоросли и мхи

У водорослей и споровых растений половой способ размножения чередуется с бесполым. Как правило, гаметогенез активизируется при наступлении неблагоприятных условий внешней среды. Например, распространённая водоросль хламидомонада, обитающая в лужах, на коре деревьев и влажных поверхностях, использует этот способ воспроизводства осенью.

В этот период заканчивается формирование гамет, оболочка хламидомонады рвётся, и содержимое клетки вырывается наружу. Гаметы сливаются друг с другом, в результате чего образуется зигота с плотной оболочкой. В таком виде она переживает неблагоприятные условия. С наступлением тепла содержимое зиготы делится, затем формируется новый организм.

У многоклеточных водорослей спирогир процесс полового размножения протекает немного сложнее. Он характеризуется наличием нескольких этапов:

Две соседние нити спирогир обволакиваются слизью.
На клетках водорослей, находящихся друг напротив друга, формируются выросты в виде мостиков.
Мембрана на концах выростов исчезает, и гаметы выходят наружу.
Половые клетки сливаются, образуя зиготу с плотной оболочкой.

Для мхов, как и для других споровых растений, характерно чередование способов репродукции, но преобладает гаметогенез. Летом на верхушках кукушкиного льна можно заметить удлинённые мешочки красного цвета. Так выглядят мужские половые органы. Женские растения не имеют какой-либо яркой окраски и выглядят как колбочки.

Мхи растут очень густо, поэтому разнополые растения находятся близко. Благодаря дождю или росе сперматозоиды попадают на женские гаметы. Без воды оплодотворение осуществиться не может. Из сформированной зиготы формируется коробочка со спорами на высокой ножке.

Голосеменные растения

К группе голосемянных можно отнести сосну, пихту, лиственницу, можжевельник. В процессе размножения участвуют семена этих растений. С наступлением весны на дереве сосны образуются шишки. Мужские шишки, расположенные у основания побега, имеют зелёный цвет. В них формируются по два мешочка с пыльцой. Женские шишки имеют красноватый оттенок и находятся на кончиках веток. В них созревают 2 семязачатка с яйцеклетками.

После полного созревания пыльца высыпается наружу и разносится ветром. При ее попадании на женский орган сосны происходит опыление. Шишка закрывается и запечатывается смолой, внутри начинает прорастать трубка со спермиями. Весь процесс занимает не менее одного года.

В образовании зиготы или семени принимает участие только одна мужская половая клетка, вторая обязательно погибает.

Созревание семени занимает около полутора лет. По истечении этого срока шишка раскрывается, а ее содержимое вылетает наружу. Благодаря специальным крылышкам семена сосны разносятся на дальние расстояния. Этим и объясняется широкое распространение хвойных растений.

Цветковый тип

Главный признак группы покрытосеменных — наличие цветка. Мужским половым органом является тычинка, а женским — пестик. Процесс размножения всех представителей семенной группы состоит из двух стадий: опыления и оплодотворения.

В пыльцевых зёрнах происходит развитие мужских гамет, а яйцеклетки созревают в зародышевом мешке. Половое размножение происходит в несколько этапов:

Благодаря насекомым и ветру пыльца попадает на рыльце пестика.
Пыльцевое зерно прорастает в направлении завязи, образуя трубку.
Один из спермиев сливается с женской гаметой, второй — с центральной клеткой.

Таким образом, главной особенностью размножения цветковых организмов является двойное оплодотворение.

Из зиготы формируется зародыш, а центральная клетка преобразуется в эндосперм, осуществляющий питательную функцию. Со временем покровы семязачатка превращаются в кожуру, а часть завязи формирует стенки плода. Знание способов и особенностей размножения позволяет развивать сельское хозяйство, создавая новые виды жизнеспособных растений.

Для некоторых видов растений споры являются ведущим способом размножения и распространения. Споры способны сохраняться в неблагоприятных условиях, а затем прорастать при попадании в оптимальную среду.

3. Какие растения относят к низшим? Чем они отличаются от высших? У каких растений образуются семена?

К низшим растениям относятся растения, у которых нет разделения тела на орган и не развито многообразие тканей. Примером низших растений могут служить одноклеточные и многоклеточные водоросли.

У высших растений имеется чёткое разделение на органы: корень, стебель, листья и прочие орган. Кроме того различные части высших растений образованы различными видами тканей. Это может быть основная ткань механическая ткань, проводящая ткань, покровная ткань или образовательная ткань.

Семена образуются только у высших неспоровых растений. Это могут быть голосеменные растения или покрытосеменные растения.

Лабораторные работы

1. Рассмотрите форму хвои, расположение её на стебле. Измерьте длину и обратите внимание на окраску.

Сосна обыкновенная: хвоя расположена пучками по 2-5 хвоинок вместе, хвоинки длинные — 4-5 см, острые, светло-зелёного цвета.

Ель: хвоя расположена поодиночно, хвоинки короткие — до 2 см, острые, цвет от тёмно-зелёного до сизо-голубого.

Лиственница: короткие хвоинки ( до 1,5 см) сидят пучками, цвет — светло-зелёный.

Пихта: хвоинки расположены поодиночно, но очень часто, длина хвоинок средняя — 3 см, цвет — тёмно-зелёный.

2. Пользуясь представленным ниже описанием признаков хвойных деревьев, определите, какому дереву принадлежит рассматриваемая вами ветка.

Хвоинки длинные (до 5—7 см), острые, выпуклые с одной стороны и округлые с другой, сидят по две вместе… Сосна обыкновенная.

Хвоинки короткие, жёсткие, острые, четырёхгранные, сидят одиночно, покрывают всю ветку… Ель.

Хвоинки плоские, мягкие, тупые, имеют две белые полоски с одной стороны… Пихта.

Хвоинки светло-зелёные, мягкие, сидят пучками, как кисточки, опадают на зиму …Лиственница.

3. Рассмотрите форму, размеры, окраску шишек. Заполните таблицу.

4. Отделите одну чешуйку. Ознакомьтесь с расположением и внешним строением семян. Почему изученное растение называют голосеменным?

Ели, пихты, сосны, лиственницы и другие хвойные растения называют голосеменными потому, что их семена открыто лежат на поверхности чешуек шишек.

Вопросы в конце параграфа

1. Почему голосеменные получили такое название?

Голосеменные растения получили своё название потому, что из семена открыто лежат на поверхности чешуи шишек.

2. Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?

Основные признаки голосеменных растений: они имеют корень, стебель и листья, а для размножения образуют семена, открыто лежащие на поверхности чешуи шишек.

Отличие голосеменных растений от папоротников:

у голосеменных растений имеется корень, а у папоротников вместо корня корневище — видоизменённый стебель, выполняющий функции корня;
у голосеменных растений имеются полноценные листья — хвоинки, а у папоротников вместо листьев вайи — листоподобные органы, являющиеся видоизменёнными побегами;
голосеменные растения размножаются семенами, а папоротники — спорами.

3. Какие голосеменные растения вы знаете?

В нашей стране наиболее распространены хвойные голосеменные растения: сосна, ель, пихта, лиственница, можжевельник, кедр, кипарис, туя и тис.

4. Сравните внешнее строение сосны и ели. В каких условиях растут сосны и ели?

мужские — зеленовато-жёлтые, собранные тесными группами у оснований молодых побегов;
женские — красноватые одиночные шишки на вершинах молодых веток.

мужские — буровато-жёлтые, располагаются на побеге ниже женских шишек.

5. Почему в лесу нижние ветки у сосны отмирают, а у ели покрыты хвоей?

Ели являются теневыносливыми растениями, то есть могут произрастать даже в условиях плохой освещенности, которая обычно присуща нижним уровням густых лесов.

Сосны, наоборот, являются светолюбивыми растениями. В условиях плохой освещенности нижние ветки либо совсем не развиваются, либо развиваются вяло, либо отмирают. На открытых и хорошо освященных местах у сосен хорошо развиты как верхние, так и нижние ветки.

6. Каково значение голосеменных растений?

Голосеменные растения участвуют в большом круговороте веществ. Они поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. Кроме того они преобразуют неорганические минеральные вещества в органические вещества, необходимые для других участников круговорота веществ.

Хвойные голосеменные растения способны выделять особые летучие вещества — фитонциды. Эти вещества эффективно подавляют развитие вредных бактерий как в самом лесу, так и в окрестностях.

Древесина хвойных деревьев — ценное сырьё для многих отраслей промышленности:

ели и сосны используются в качестве строительного материала и для изготовления поделок;
из древесины сосны после специальной химической обработки получают вискозу — искусственные волокна, напоминающие шёлк;
из древесины ели изготавливают различные виды бумаги и картонов;
из семян кедров получают ценное и полезное кедровое масло, употребляемое в пищу;
семена кедров используют в пищу;
из хвои изготавливают целебные настои, которые могут спасти от авитаминоза и цинги.

Подумайте

Почему многие санатории и дома отдыха расположены в сосновых борах, а на территории лечебных заведений высаживают хвойные растения?

Как и все зелёные растения хвойные деревья и кустарники очищают воздух, поглощают углекислый газ и выделяют большое количество кислорода. Благодаря этому воздух в хорошо озеленённых местах санаториев и оздоровительных заведений отличается чистотой и свежестью.

Особенностью же хвойных растений является то, то помимо кислорода они выделяют особые летучие вещества — фитонциды. Эти вещества подавляют развитие многих вредных бактерий и делают воздух не только чистым, но и целебным.

Задания для любознательных

1. Установите, в какие месяцы года происходит созревание и рассеивание семян сосны и ели в вашей местности.

Созревание семян пихт и елей в Средней полосе России обычно происходит в октябре. После высеивания семян шишки елей опадают.

У сосен семена созревают на следующий год после образования шишек. Обычно это происходит в конце осени — в начале зимы, то есть в ноябре-декабре. После этого семена всю зиму находятся в шишках, а потом, в марте-апреле, рассеиваются и разносятся ветром на большие территории.

У лиственницы семена полностью созревают и рассеиваются уже в коне лета.

2. В мае—июне понаблюдайте за развитием из почек молодых побегов сосны или ели.

Почки молодых побегов сосны в мае-июне

Почки молодых побегов ели в мае-июне

Обратите внимание на расположение шишек на побегах.

У сосен женские шишки расположены на концах молодых побегов, а мужские, более мелкие, — сосредоточены в тесных группах в основании побега.

У елей женские шишки также образуются на концах побегов, но не новых, а прошлогодних. мужские шишки расположены на ветке ниже женских и имеют желтовато-бурую окраску.

Соберите семена сосны и ели. Посейте их на пришкольном участке. Ухаживайте за всходами. Выращенные растения используйте для озеленения.

Задания

Ели, сосны, лиственницы, пихты, можжевельники — нас окружает довольно много видов голосеменных растений. Они прекрасно очищают воздух от вредных примесей и насыщают его кислородом и полезными фитонцидами — летучими ароматическими веществами, способными подавить развитие многих вредных бактерий. Это лечебное свойство хвойных растений активно используют при лечении заболеваний дыхательных путей, например астмы и бронхита. А также при реабилитации пациентов после перенесения самых различны заболеваний.

Также из древесины сосны получают уксусную кислоту и метиловый спирт. Они применяются для изготовления самых разнообразных лекарств и формальдегида, которым дезинфицируют раны и обеззараживают медицинские инструменты. А из корней и пне сосны изготавливают дёготь, который является важной составляющей мази Вишневского — эффективнейшего средства лечения загноившихся ран и кожных заболеваний.

В сосновых почках находятся полезные дубильные вещества, эфирные масла и огромное количество аскорбиновой кислоты. Их собирают ранней весной и делают настои, помогающие от авитаминоза и низкого иммунитета. Настои делают и из хвои сосны поскольку и она богата минеральными веществами и витаминами, особенно в зимний период.

У елей в лечебных целей чаще всего используют хвою. Она насыщена провитамином А, витамином С и эфирными маслами. Из еловой хвои изготавливают лечебные экстракты для ополаскивания рта и витаминные концентраты для лечебных ванн. Особенно хорошо еловые ванны помогают при ревматизме — воспалительном заболевании соединительной ткани человека.

Одним из лидеров по лечебным свойствам среди голосеменных растений является можжевельник. Эти кустарники способны выделять в 6 раз больше фитонцидов, чем другие хвойные растения! Плоды можжевельника содержат очень полезное эфирное масло. Оно помогает при лечении проблем мочеполовой системы, желудочно-кишечного тракта, дыхательной системы, кровеносной системы, а также действует как сильное болеутоляющее и противовоспалительное средство. Применяют его в качестве мазей спиртовых настоек, концентратов для ванн и лекарственного чая.

Не стоит забывать и о лечебных свойствах кедровых орехов — это настоящий мультивитаминный комплекс! Так, 10 граммов кедровых орехов содержат суточную потребность взрослого человека в витаминах B и D, аминокислотах и некоторых микроэлементах: в меди, марганце, кобальте и цинке. При этом кедровые орехи очень вкусны и питательны. Ихс удовольствием едят и дети, и взрослые.

Словарик

Голосеменные — это наземные вечнозелёные растения, семена которых открыто лежат на поверхности чешуек шишек.

Семя — это многоклеточная структура, содержащая зародыш, запас питательных веществ и другие компоненты. Семя служит для размножения растений.

Высшие семенные растения — это группа растений, размножающиеся семенами. Тела высших растений разделены на отдельные органы и отличаются разнообразием тканей.

Хвойные растения — это группа голосеменных растений листья которых видоизменены и представляют собой узкие игольчатые хвоинки.

Женская шишка — это шишка, в которой находятся семязачатки, а затем образуются яйцеклетки и развиваются семена хвойных деревьев.

Мужская шишка — это шишки, в которых образуется пыльца с мужскими половыми клетками спермиями.

Фитонциды — это особые летучие вещества, которые способны подавлять развитие многих вредных бактерий.

Основной отличительной чертой растений, относящихся к данному виду, является размножение с помощью семян. Голосеменные и покрытосеменные растения относятся к общей группе семенных (сперматофитов). Они представляют собой группу высших. Рассмотрим, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных представителей растительного мира. …

Структура и особенности размножения

Этот отдел семенных растений считается самым древним (появился около 350 млн лет назад). Предполагают, что они эволюционировали от споровых папоротников. Однако первые уже имеют семяпочку (женский спорангий) и пыльцевые зерна.

Общие черты растений Внимание! Размножение семенами – одна из основных адаптаций к наземному существованию. Это является эволюционным скачком, с помощью которого семенные растения могут размножаться без непосредственного взаимодействия с водой, распространяться на большие территории и повысить сохранность потомства за счёт запаса питательных веществ. Растения выполняю важную функцию, создавая покров планеты и выделяя большое количество кислорода.

Древесные растения без цветения

Голосеменные сложно спутать с другими видами, перечислим основные признаки голосеменных растений:

жизненные формы голосеменных растений – деревья и кустарники. Большая часть представителей имеет игловидные листья или чешуйки – хвою, которая покрыта кутикулой. Они называются вечнозелёными. Лишь у небольшого числа голосеменных есть листья,
размножение происходит без взаимодействия с водной средой,
основную часть ствола занимает ксилема – проводящая воду ткань, которая содержит трахеиды и смоляные ходы,
наличие смолы – характерный признак всех жизненных форм голосеменных. Она придаёт деревьям особенный хвойный запах и обладает бактерицидными действиями, пропитывая древесину и мешая её загниванию,
процесс размножения проходит с помощью половых органов стробил (шишек). Чаще всего стробилы являются разнополыми, расположены либо на одном растении (их называют однодомными), либо разведены по разным (двудомные). В таком случае шишки различаются своими размерами и цветом. Женские называются мегастробилы, мужские микростробилы,
подразделяются на несколько классов: гнётовых (вельвичия удивительная, мелинжо), гинкговых (гинкго двулопастный), саговниковые (саговник) и хвойных (араукария, агатис, сосна, лиственница, пихта).

Внимание! Жизненные формы голосеменных включают только древовидные и кустарниковые растения. Трав среди них не встречается. Представителями самых больших размеров являются секвойя и кедр. Голосеменные растения

Чаще всего в качестве примера для процесса размножения выбирают сосну обыкновенную. Она является однодомной. Мужские (крупные с красноватым оттенком) и женские (маленьких размеров, зелёного или сизого цвета) генеративные органы расположены на одном растении.

Пыльца микростробил переносится с помощью ветра и попадает на семязачатки мегастробил, где осуществляется опыление. Через пыльцевые трубки частицы пыльцы проникают к яйцеклетке, формирующейся в архегонии. Пыльцевые зёрна образуют два спермия, один из которых оплодотворяет яйцеклетку. Так зарождается зигота. Она остаётся окруженной семязачатком, несущим в себе запас питательных веществ. Семя может прорастать в течение нескольких лет внутри шишки. Спустя необходимый промежуток времени – семена покидают оболочку и рассыпаются по поверхности земли.

Цветущие растения

Отдел покрытосеменных – самый высокоразвитый из всех представителей растительного мира. Он насчитывает более 300 тысяч видов и распространён практически повсеместно. Органы покрытосеменных растений бывают генеративные (цветок, отвечающий за размножение) и вегетативные, которые обеспечивают наличие механической опоры, транспортировку, прохождение процессов фотосинтеза, газообмена, а также накопление питательных веществ.

Покрытосеменные растения

Основными характерными чертами покрытосеменных являются следующие:

жизненные формы представлены как деревьями, кустарниками, так полукустарниками и травами (однолетними, двухлетними и многолетними),
корневая система мощная, хорошо выраженная. Выделяют мочковатую и стержневую,
органы размножения покрытосеменных растений: женские (гинецей) и мужские (андроцей). Находятся внутри цветка. Андроцей – это объединенные тычинки, каждая из них включает в себя нить и пыльник. Именно там происходит созревание спермиев. Гинецей представляет собой совокупность плодолистиков. Они, в свою очередь, состоят из завязи и удлинённого столбика с широкой частью сверху – рыльцем,
особенное значение для развития зародыша имеет завязь. Это замкнутая полость и есть то, чем защищена семяпочка покрытосеменных растений. Располагается на нижней расширенной части пестика и предохраняет зачаток от резких изменений температуры, высыхания и любых других воздействий внешней среды,
различают два класса покрытосеменных: однодольные и двудольные, которые сильно различаются по своему строению. К однодольным относятся такие представители, как гладиолусы, лилии, пырей, орхидея. К двудольным: одуванчик, яблоня, малина, толстянка и многие другие.

Это интересно! Кто такие эукариоты и прокариоты: сравнительная характеристика клеток разных царств

Главные различия

Для разграничения видов необходима сравнительная характеристика голосеменных и покрытосеменных растений. Два их отдела практически полностью отличаются друг от друга. Для более яркого примера, в чем состоит разница между голосеменными и покрытосеменными, ниже представлена поясняющая таблица.

Отличительные черты растений

Вегетативное размножение обеспечивает увеличение числа особей данного вида за счет отделения любых жизнеспособных частей вегетативного тела растения. При таком размножении происходит регенерация – восстановление целого организма из его части. Способность к вегетативному размножению весьма характерна для растений и грибов на всех уровнях их организации. У животных подобная форма размножения встречается только у некоторых групп низших организмов.

Существует много различных способов вегетативного размножения грибов и растений: частями таллома, мицелия или частями вегетативных органов (корней, стеблей, листьев, почек). У одноклеточных организмов оно осуществляется путем деления исходной клетки на две производные (дочерние). Многие нитчатые и пластинчатые водоросли, мицелии грибов, талломы лишайников легко распадаются на части, каждая из которых может стать самостоятельным организмом. Высшие растения нередко размножаются путем фрагментации тела на отдельные побеги. Особи, возникающие из одной родительской особи в результате вегетативного размножения, образуют клон.

У некоторых голосеменных и покрытосеменных размножение корневыми отпрысками (осина), стелющимися подземными побегами и корневой порослью (секвойя Sequoia sempervirens), имеют большее значение, чем размножение семенами.

Вегетативное размножение осуществляется и с помощью выводковых почек. Они могут возникать на растении (папоротники, цветковые растения) в большом количестве, а потом опадают с него подобно семенам (например, у бриофиллума). Подобное образование выводковых почек нередко наблюдается на краях или жилках вай папоротников. Иногда выводковые почки могут быть видоизменены в луковички (например, у зубянки Dentaria и некоторых лилий) или клубеньки стеблевого происхождения (у горца живородящего Bistorta vivipara).

В практике сельского хозяйства разработана целая серия разнообразных способов искусственного вегетативного размножения культурных и полукультурных растений, относящихся к самым разным жизненным формам. Многие декоративные кустарники и многолетние травы размножаются делением куста, корневищами, корневыми отпрысками.

Черенок – это часть вегетативного органа, служащий для искусственного вегетативного размножения. Черенки могут быть стеблевыми, или побеговыми (ива, тополь, смородина, пеларгония), листовыми (бегония, лилия), корневыми (одуванчик, малина, вишня, осина). Разновидность черенкования – размножение деревьев и кустарников отводками. В этом случае часть побега сначала специально прижимают к почве для укоренения, и только когда оно произошло, отрезают укоренившийся отводок. Отводки встречаются в природе – у некоторых хвойных (полегающие лапы ели, пихты), липы, черемухи и других видов, способных укореняться ветвями, лежащими на земле. Черенками размножают многие плодовые, древесные и травянистые декоративные растения в открытом грунте и в комнатной культуре. При черенковании сохраняются все свойства сорта материнского культурного растения, что очень важно, так как при семенном размножении многие специально выведенные путем селекции признаки могут быть утрачены.

Бесполое размножение растений и грибов осуществляется спорами, то есть специализированными клетками, служащими для размножения и расселения (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Споры некоторых агариковых грибов.

Количество спор, образуемых одним растительным или грибным организмом, может быть весьма велико. Споры не дифференцированы в половом отношении. У водорослей и грибов они диплоидны или гаплоидны. Споры высших растений всегда гаплоидны. У части водорослей и многих грибов споры снабжены ундулиподиями (жгутиками) и подвижны – такие споры называются зооспорами.

Споры наземных растений обычно не имеют приспособлений для активного движения и защищены от высыхания твердой клеточной оболочкой, состоящей из двух слоев – тонкого, проницаемого внутреннего слоя (интины) и толстого, непроницаемого для воды и газов внешнего слоя (экзины).

У низших растений, мхов и даже у многих современных высших сосудистых споровых растений (хвощей, плаунов и папоротников) все споры одинаковы по размерам и физиологическим особенностям. Это равноспоровые организмы. У многих растений (некоторые плауны, папоротники, все голосеменные и цветковые) на одной и той же особи или на разных особях одного вида образуются споры двух типов, различные по размерам и физиологическим особенностям. Такие растения называются разноспоровыми (некоторые плауны и папоротники, все голосеменные и покрытосеменные). Относительно более мелкие споры (микроспоры) (рис. 6.2) образуются в микроспорангии, а более крупные (мегаспоры) – в мегаспорангии. Микроспоры, прорастая, дают начало однополому мужскому гаметофиту (мужской особи), на котором возникают мужские половые органы – антеридии. Мегаспоры при прорастании образуют женский гаметофит (женскую особь), несущий женские половые органы – архегонии. Разноспоровость эволюционно возникла у высших растений (некоторые плауновидные и папоротники, все голосеменные и покрытосеменные).

Рис. 6.2. Микроспоры цветковых растений . А – магнолия, Б – сусак, В – джузгун, Г – пион, Д – лютик, Е – истод.

Половое размножение – это такой тип размножения, при котором новые особи образуются в результате полового процесса. Для полового процесса необходимы, как правило, две родительские особи, продуцирующие два физиологически различных типа половых клеток (гамет) с перекомбинированными родительскими хромосомами, которые сливаются и формируют зиготу. Из зиготы в последующем развивается новая дочерняя особь

Организмы, на которых формируются гаметы, называются гаметофитами, а процесс образования гамет – гаметогенезом.У большинства растений и грибов гаметы возникают в особых органах – гаметангиях.Гаметы всегда гаплоидны. Гаметофиты равноспоровых растений обычно обоеполы и формируют как мужские, так и женские гаметангии. У разноспоровых растений обычно из микроспор вырастают гаметофиты с мужскими гаметангиями, а из мегаспор – гаметофиты с женскими гаметангиями.

В связи с тем, что разные растения способны вырабатывать различные по величине и подвижности типы гамет, различают несколько типов полового процесса. В простейшем случае у некоторых одноклеточных водорослей и грибов, лишенных твердой оболочки, сливаются целые одноклеточные организмы. Такой половой процесс называется хологамией.

Если в половом процессе участвуют специализированные половые клетки – гаметы, то такой процесс называется гаметогамией (рис. 6.3). Гаметы, образующиеся в гаметангиях, могут быть морфологически однотипны, тогда их называют изогаметами. Попарное их слияние основано лишь на физиологическом различии, а половой процесс такого типа называют изогамным. Изогамия встречается у некоторых водорослей и у очень немногих грибов. Если подвижные гаметы различаются по величине (одна превосходит другую в несколько раз), то слияние таких гамет обусловливает гетерогамный половой процесс. У некоторых грибоподобных организмов (оомицеты), водорослей и у всех высших растений половой процесс оогамный. Женская гамета (яйцеклетка) при оогамной форме полового процесса неподвижна, лишена жгутиков (ундулиподиев), имеет крупные размеры и большой запас питательных веществ. Мужская гамета (сперматозоид) – маленькая, подвижная, со жгутиками (ундулиподиями), либо без жгутиков (тогда она называется спермий); состоит из крупного ядра и очень небольшого количества цитоплазмы. Неподвижная яйцклетка образуется либо в гаметангии, называемом оогонием (у водорослей и некоторых грибов), либо в архегонии (высшие растения, исключая цветковые).

Рис. 6.3. Различные типы полового размножения у растений, водорослей и грибов (схема). А – изогамия (характерна для некоторых водорослей); Б – гетерогамия (некоторые водоросли); В – оогамия (некоторые водоросли, все высшие растения); Г – конъюгация (некоторые водоросли).

Половая и бесполая формы размножения имеют определенные биологические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся при половом воспроизведении особь генетически нетождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обеспечивает генетическую изменчивость организмов из поколения в поколение, а половое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при естественном отборе. При бесполом размножении наследственные особенности передаются без изменений и могут легко закрепляться в ряду поколений. Однако чаще всего у растений осуществляется чередование полового и бесполого поколений. При чередовании поколений гаметофит закономерно сменяется спорофитом, который затем вновь сменяется следующим в череде поколений гаметофитом.

Гаметофит и спорофит могут быть одинаковыми как морфологически, так и по продолжительности жизни (изоморфное чередование поколений) (у многих водорослей) или резко различными (гетероморфное чередование) (у некоторых водорослей и всех высших растений).

Диплоидный спорофит высших растений всегда производит гаплоидные мейоспоры. Из них вырастает гаплоидный гаметофит, продуцирующий гаплоидные митогаметы (половые клетки, образованные в процессе митоза). При слиянии гамет восстанавливается диплоидное число хромосом в зиготе, из которой вырастает диплоидный спорофит.

Читайте также: