Голосеменные растения в отличие

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Из нашей статьи вы узнаете, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных, которые еще называют цветковыми. Дело в том, что представители последних на современном этапе развития органического мира занимают господствующее положение. С какими особенностями их строения это связано? Давайте разберемся вместе.

Корень

Характеристику голосеменных и покрытосеменных растений начнем с особенностей морфологии. Подземная часть представлена корнем. Голосеменные, большинство представителей которых относятся к классу Хвойные, имеют хорошо развитые главный и боковые корни. Они глубоко проникают в почву, обеспечивая растению надежное закрепление и минеральное питание.

Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Последние могут формировать корневую систему двух типов. У представителей класса Двудольные она стержневая. Такая структура представлена главным и боковыми корнями. Типичными примерами таких растений являются яблоня, вишня, морковь, редька. У однодольных растений корни растут пучком. Формируются они прямо на побеге. Такая корневая система называется мочковатой. Подобные структуры характерны для злаков.

Из корня вода поступает к надземной части растения. Древесина хвойных не имеет проводящих элементов, которые называются сосудами. Ткани покрытосеменных состоят из специализированных клеток, каждая группа которых выполняет свои функции.

Листья

Голосеменные растения имеют характерные листья. Они называются хвоинками. Такие листья игловидные, что обусловливает небольшую поверхность для транспирации. Устьица хвоинок погружены глубоко в кожицу листьев, а на зиму они запечатываются воском. Благодаря таким особенностям строения хвойные не сбрасывают зеленое убранство на зиму. Хотя листопад у таких растений все-таки происходит. Но этот процесс осуществляется постепенно и непрерывно, поэтому практически незаметен.

Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Все цветковые являются листопадными. Их листья разнообразны по форме, размеру и характеру расположения на побеге. Зимой процесс транспирации не прекращается. Поэтому растение сбрасывает листья, защищаясь от излишней потери влаги и механических повреждений при налипании льда и снега.

Цветок

Существенные отличия наблюдаются и в особенностях размножения голосеменных и покрытосеменных растений. Первые не формируют цветков, а значит, и плодов. А что же такое шишки? Это видоизменения побега, функцией которых является половое размножение. Семена располагаются на чешуйках шишек открыто, они не защищены. Отсюда и название отдела.

У покрытосеменных функцию полового размножения осуществляет цветок. В пыльниках его тычинок формируются мужские половые клетки - неподвижные спермии. В нижней расширенной части пестика, которая называется завязью, находится яйцеклетка. Семя, формирующееся в результате их слияния, надежно защищено. Сначала стенками завязи, а далее - стенками околоплодника.

Опыление

Строение покрытосеменных растений обусловливает наличие нескольких способов опыления. Этот процесс всегда предшествует оплодотворению. У этой группы растений его суть заключается в переносе спермиев с пыльника тычинки на рыльце пестика. Естественное опыление происходит при помощи ветра, воды, насекомых, птиц или животных.

Зависит способ от особенностей цветков. Если они мелкие и невзрачные, то чаще всего опыляются ветром. В этом случае они собраны в группы, которые называются соцветиями. Яркие венчики издалека заметны насекомым. Собирая сладкую и ароматную пыльцу, они осуществляют процесс опыления. Из-за такого строения голосеменных растений возможен только один способ переноса пыльцы - при помощи ветра.

Жизненные формы

Строение покрытосеменных растений предполагает наличие у них трех жизненных форм: трав, кустарников и деревьев. От чего это зависит? У травянистых растений не образуется боковая образовательная ткань, которая называется камбием. Особенно хорошо этот слой развит у деревьев. Их отличительной чертой является наличие одного утолщенного стебля - ствола. У кустарников таких структур формируется несколько. Выделить главный стебель нельзя.

Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Они представлены только древесными формами. Хотя встречаются среди них интересные представители. Это вельвичия удивительная. Только представьте, стебель этого растения практически полность скрыт в песке. Снаружи находятся только два листа. Длина каждого из них больше метра. Сильные пустынные ветра разрывают их на отдельные полосы. Издалека они похожи на переплетающиеся клубки змей.

Прогрессивные черты

Как видите, строение голосеменных растений отличается более сложной структурой. То же самое можно сказать и о физиологических процессах. Прежде всего это касается процесса двойного оплодотворения, которое происходит в завязи пестика. Его результатом является формирование зародыша и запасного питательного вещества, который называется эндоспермом. Это резерв, необходимый для развития семени. Функцию механической защиты осуществляет кожура.

У голосеменных растений эндосперм практически отсутствует. Семена, которые открыто лежат на чешуйках шишек, не имеют собственного запаса необходимых веществ. Они оснащены только пленчатой структурой, которая способствует их распространению при помощи ветра. Оказавшись на земле, многие семена замерзают или засыхают.

Плоды цветковых растений не только защищают зародыш, но и обеспечивают расселение семян. Для этого плоды имеют целый ряд приспособлений. К примеру, репейник переносят на своей шерсти различные животные. Крылатка клена легко переносится ветром. Коробочка мака трескается сама, автоматически рассыпая семена вокруг.

Итак, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Их характерной чертой является отсутствие цветков и плодов. Голосеменные формируют видоизменения побега - шишки. Они выполняют функцию полового размножения. На чешуйках шишек открыто лежат семена. Устьица хвоинок на зиму запечатываются воском, поэтому большинство голосеменных не сбрасывают листья на зиму.

Сравнительная таблица

Разнообразие

Сотни миллионов лет назад голосеменные были единственным видом растений на Земле. Между 250 и 200 миллионами лет назад покрытосеменные начали эволюционировать. Теперь покрытосеменные более широко распространены и густонаселенны, и их можно считать доминирующим растением на планете. Покрытосеменные включают гораздо более разнообразный спектр растений, насчитывающий от 250 000 до 400 000 видов. Они населяют все виды суши и водной среды, за исключением самых экстремальных мест обитания. Покрытосеменные могут быть двудольными или однодольными.

Примеры покрытосеменных и голосеменных растений

Примерами покрытосеменных являются однодольные, такие как лилии, орхидеи, агавы (известные нектаром агавы) и травы; и двудольные, такие как розы, горох, подсолнухи, дубы и клены.

Примеры голосеменных растений включают нецветущие вечнозеленые деревья, такие как сосна, ель и пихта.

Яблоня, цветущее, плодоносящее покрытосеменное

Виды голосеменных насчитывают всего несколько тысяч, из которых до нас дошло немногим более 1000 видов. Они обитают в пустынях и полупустынях.

Сосна голосеменная с игольчатыми листьями и шишкой

Анатомические различия

Поскольку голосеменные и покрытосеменные растения являются сосудистыми растениями, в их жизненном цикле преобладают спорофиты.

Образование тканей у покрытосеменных растений превышает количество и сложность, характерные для голосеменных. Покрытосеменные имеют триплоидную сосудистую ткань, плоские листья различной формы и стебли лиственных пород. Из-за бесчисленных разновидностей плодовых и / или цветочных растений они имеют разнообразную окраску и форму листьев, цветов и плодов.

Более подробно об анатомических различиях между покрытосеменными и голосеменными рассказывается в следующем видео:

Размножение

Размножение у покрытосеменных может быть однополым или двуполым. Гаметы разносятся ветром, а также насекомыми и животными-опылителями, привлекаемыми их цветками. Часто внутри цветков есть женские и мужские гаметы, а после оплодотворения семяпочки развиваются в плод.

Гаметы голосеменных встречаются в шишках. Оплодотворение описывается как однократное; пыльцевые зерна опадают и прорастают прямо на семязачатках. Споры пыльцы разносятся только ветром.

Использует

Покрытосеменные служат практически всей растительной пищей, а также большинством кормов для домашнего скота. Зерновые, фрукты, бобовые, пасленовые (включая картофель и помидоры), тыквы и капуста - все это покрытосеменные. Другие покрытосеменные, такие как хлопок и лен, производят бумагу и текстиль. Древесина покрытосеменных растений используется для изготовления паркетных полов.

Для производства пиломатериалов обычно используются голосеменные из группы хвойных деревьев, такие как сосна, ель и пихта. Другие голосеменные растения перерабатываются в другие продукты, такие как мыло, лак и духи.

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.

Биология

В северных регионах России, Краснодарском крае и Крыму распространены голосеменные растения. Их многообразие обусловлено тем, что они являются самыми древними. Внешне различные виды сильно отличаются между собой. Яркие представители — класс хвойных. У этой группы не образуются цветки и плоды.

Особенности и классификация

Семейство голосемянных всегда выделяли в отдельный класс, которые находится в рамках семенных растений. Сейчас его относят к сосудистым формам. Они включаются в себя хвойные виды.

Несмотря на то что рассматриваемый класс сильно отличается от других групп, есть некое сходство. Существуют определённые факты, которые доказывают, что покрытосеменные растения в процессе эволюции произошли от голосеменных.

Это обнаружилось, когда провели сравнительный анализ ископаемых остатков. Кроме того, некоторые исследования окаменелостей, заполненных ДНК, указывают на возможное отношение к монофилетической группе.

Сейчас семенные растения подразделяют 5 отдельных классов:

гинкговые;
хвойные;
гнетовые;
цветковые;
цикадовые, или саговниковые.

Цветковые разделяют ещё на 12 семейств. Их разнообразие очень велико. Всего сейчас насчитывается более тысячи видов.

Общая характеристика

Главная особенность голосеменных в сравнении с другими типами растений заключается в том, что есть семязачатки. Через определённое время они превращаются в семя, но нет ни цветка, ни плода.

Голосеменные являются самыми древними растениями на Земле. Появление первых представителей этого класса датируется девонским периодом. Предками считаются папоротники. Пик развития приходится на палеозойскую эру.

Рассматриваемый класс в основном состоит из деревьев и кустарников. Особенностью всех видов заключается в том, что они вечнозелёные. Но также есть лианы и листопадные деревья.

Лист голосеменных может иметь различную форму:

двулопастную;
игольчатую;
разветвлённую;
чешуевидную;
перистую.

Внутри чешуевидных листов семяпочки расположены внутри. У хвойных деревьев из них создаётся спиралевидная шишка, где и происходит созревание двудольных семян.

Шишки могут быть как мужскими, так и женскими. В мужской выполняется формирование пыльцевого зерна. Оно путём ветряного переноса попадает на женскую

Ниже представлены отличия голосеменных и покрытосеменных растений. Таблица помогает наглядно оценить разницу.

Признак	Покрытосеменные	Голосеменные
Количество видов	Примерно 300 000	Около 800
Жизненные формы	Деревья, кустарники, полукустарники, трава	Деревья, кустарники
Проводящие ткани	Присутствуют ситовидные трубки	Многие виды не имеют сосудов
Форма листьев	Круглая, овальная, яйцевидная и др.	Хвоинки или чешуи
Генеративные органы	Цветок	Спорангии
Скорость образования зародыша	Несколько недель	Около двух лет

Основное отличие заключается в отсутствии цветочных форм и защитного слоя возле семян. Кроме того, голосеменные растения могут быть только древесного и кустарникового видов.

Вегетативные и генеративные органы

К генеративным и вегетативным органам относят надземную зелёную часть и корневую систему. Последняя имеет большое количество корней, среди которых явно выделяется один основной и множество второстепенных. Дерево также имеет и маленькие корешки, отходящие от боковых частей.

Корневая система выполняет такие функции:

Обеспечивает жёсткое закрепление дерева в грунте.
Поглощает из земли все необходимые элементы и воду.
Перемещает растворенные в жидкости минералы к побегу.
В некоторых случаях запасает питательные вещества.

Побег тоже является органом. Он имеет почки, листья и стебель. Функции побегов заключаются в следующем:

Дыхание, газообмен, фотосинтез и температурная регуляция.
Обеспечение связи между корневой системой и листьями.
Благодаря почкам появляются новые побеги.

У голосеменных и покрытосеменных видов идентичные вегетативные органы. Но генеративные сильно отличаются. Они предназначены для размножения. В покрытосеменных главной частью является цветок. Большинство голосеменных имеют шишки. Самый наглядные примеры — сосна и ель.

Строение шишки

Шишками называют видоизменённые побеги, которые покрываются чешуёй. Их подразделяются на мужские и женские, так как половые клетки отличаются.

Есть также однодомные растения. У них женские и мужские шишки расположены на одном дереве. У двудомных голосеменных они находятся на разных видах. Но всё же большинство представителей этого класса являются однодомными.

В женских шишках каждая чешуйка имеет по 2 семяпочки. С их помощью появляются гаметы — яйцеклетки. У мужских есть пыльцевые мешочки, где происходит формирование спермий — половых клеток.

Размножение происходит при помощи семян. Они не имеют защитной оболочки, как это устроено у класса покрытосеменных. Опыление мужскими спермиями выполняется ветром. Оплодотворённые семяпочки превращаются в семена, из которых вырастает новое дерево.

Основные ткани

Каждая отдельная часть любого растения состоит из различных тканей. Это касается и класса голосеменных.

Есть такие виды тканей у растений:

Покровные. Они необходимы для выполнения защитной функции. Подразделяются на корку, эпидерму и пробку. Эпидерма полностью покрывает всё растение. В её структуре есть устьица, предназначенные для газообмена. У неё также может быть и дополнительный слой защиты, состоящий из воска. Пробка появляется на корнях, стволе и ветках. Корка является покровной тканью, которая состоит из отмерших клеток. Они и формирует кору.
Механическая. С её помощью обеспечивается прочность стебля. Эта ткань подразделяется на колленхиму и склеренхиму. Последняя состоит из отмерших клеток. Колленхима представлена живыми волокнами, которые имеют утолщённую оболочку. Механическая ткань является частью проводящей.
Основная. Она служит основой для всех составляющих растения. Наиболее важным видом является ассимиляционный. Из него формируются листья. Эта ткань содержит большое количество хлоропластов, благодаря чему и происходит фотосинтез.
Проводящая. Её подразделяют на флоэму и ксилему. Она находится в ветках и стволе. Проводящая ткань обеспечивает транспортировку влаги и питательных веществ ко всем частям растения.
Образовательная. Из неё происходит формирование всех других частей голосеменных.
Раневая. Появляется в месте повреждений ствола и веток.

Голосеменные растения являются основой для лесозаготовки. В России под эти виды отведены огромные площади. Особенно большие территории заняты кедровой сосной. Такие леса дают пищу животным, производят кислород, и сохраняют температурный режим планеты. Человек их использует в качестве сырья для промышленности.

Читайте также: