Господствуют в растительном мире голосеменные или покрытосеменные
Добавил пользователь Cypher Обновлено: 19.09.2024
Сравнительная таблица
| Покрытосеменные | Гимносперм | |
| Определение | Покрытосеменные — это цветковые растения, семена которых связаны в завязи. | Голосеменные растения — это растения без плодов и цветов, с открытыми семенами, которые появляются на чешуе или листьях растения. |
| Разновидность | В настоящее время известно более 300 000 видов покрытосеменных. | Насчитывается около 1000 видов голосеменных. |
| Опыление | В процессе опыления покрытосеменные в основном полагаются на насекомых. | Голосеменные в основном полагаются на ветер. |
| Пример | Розы, горох, подсолнухи, клены, орхидеи. | Сосна, ель, кактус, пихта. |
Что такое покрытосеменные?
Это относится к растениям, обладающим семенами, которые имеют цветы и семя покрыто завязью. Считается, что это самая разнообразная группа королевства Plantae, так как на данный момент у нее обнаружено более 300 000 видов. Его можно уточнить, так как около 80% всех известных зеленых растений являются покрытосеменными. Как упоминалось выше, покрытосеменные — это разнообразные цветковые растения с покрывающими семена завязью, которая находится внутри цветка растения. Цветы являются притягивающим фактором для покрытосеменных растений, у которых есть мужские или женские репродуктивные органы или и то, и другое, и они играют ключевую роль в процессе оплодотворения. Покрытосеменные существуют практически в каждой среде обитания, хотя они увядают в нежелательных условиях или в сезон, поскольку они являются сезонными растениями и вынуждены действовать под действием нескольких факторов. Листья у покрытосеменных обычно плоские, без острых краев и иголок, их семена в семяпочке могут существовать в парной форме (двудольные) или даже в виде одиночных (однодольные). В процессе опыления покрытосеменные в основном полагаются на насекомых.
Что такое Гимносперм?
К высшим растениям относятся виды двух отделов: голосеменные и покрытосеменные. Уже из названия становится понятно, что главное их отличие от других групп – наличие семян. Соответственно, сегодня мы познакомимся с основными особенностями строения и жизнедеятельности данных отрядов. Выявим их значение в природе и жизни людей.
План урока:
Особенности голосеменных растений
Повсюду встречаются на земле растения, относящиеся к отделу голосеменные.
У голосеменных, так же как и у папоротников, хвощей и плаунов, есть стебель, листья и корень.
Среди голосеменных выделяют несколько классов, однако мы остановимся более подробно на хвойных.
Известно более 500 видов этих существ, которые представлены деревьями и кустарниками.
С биологией голосеменных познакомимся на примере сосны обыкновенной.
Это мощное высокое дерево. Встречались экземпляры высотой до 40 м. Могут жить до 400 лет, а иногда и больше. Заросли этих видов получили название – бор.
Сосна встречается на высохших и бедных веществами почвах, даже на песках. Это указывает на то, что она не взыскательна к влаге. У нее длинный главный корень, им она добывает воду из нижних подпочвенных слоев.
Вместе с тем сосне необходим солнечный свет. И это видно по ее внешнему облику. На опушке леса или поляне, где много света, дерево образует толстый суковатый ствол с большой раскидистой кроной. В чаще леса вырастает высокий тонкий ствол с небольшой кроной на верхушке. Ниже расположенные ветви от затенения засыхают, а затем опадают.
Основным признаком этого дерева, впрочем, как и большинства голосеменных, считается наличие хвои. Внешне они похожи на сине-зеленые иголки, в одном пучке содержится две иглы. Внешне узкие, соответственно испаряющая поверхность мала, тогда сосна будет медленно испарять воду.
Размножение сосны схоже с другими голосеменными растениями и осуществляется семенами. Весной на дереве формируются два типа шишек. У основания молодых растущих побегов появляются мужские шишки, на верхушке побега – женские.
По внешнему виду и строению эти два типа шишек голосеменных различаются. В желтых мужских шишках много пыльников, в которых созревает пыльца. В женских красноватых шишках есть чешуйки, на которых есть две семяпочки [1] . Легкая, сухая пыльца переносится ветром и попадет на семяпочки, происходит опыление. После этого чешуя шишек сближается, щели заклеиваются выступающей смолой. Они меняют цвети становятся зелеными.
Лишь на следующий год происходит прорастание пыльцы и оплодотворение. Отличием голосеменных является оплодотворение без присутствия воды.
К концу второго года в разросшихся шишках созревают семена, и они приобретают коричневый цвет. Семена остаются в них до весны.
Весной в ясную сухую погоду шишки на соснах раскрываются с легким треском и из них рассеиваются снабженные крылышками семена.
Вскоре они прорастают. Летом в сосновом лесу на почве, покрытой опавшей хвоей, почти на каждом шагу можно встретить всходы сосны. Молодая поросль по строению похожа на взрослые растения голосеменных.
Еще одним примером голосеменных растений считается ель. В отличие от сосны ее можно встретить на более увлажненных и плодородных почвах. Для этого дерева необходим достаток влаги и соответствующая почва.
Главный корень у ели короткий, поэтому она не способна добывать воду из нижних подпочвенных слоев. Зато у нее сильно развиты боковые корни, которые всасывают влагу и растворенные в ней минеральные соли из поверхностного слоя почвы.
Корневая система ели
Конечно, и для жизни ели необходим солнечный свет. Но в сравнении с сосной она менее требовательна к нему и выносит такое затенение со стороны соседних деревьев, при котором светолюбивая сосна погибает.
Весной у ели, как у голосеменного растения, начинается размножение. На одних ветках образуются красные шишечки с семяпочками, на других – желтые пыльники.
Перенос пыльцы также происходит посредстве ветра. Но, в отличие от сосны, прорастание пыльцы, оплодотворение и созревание семян у ели происходят в тот же год. В сухую погоду еловые шишки начинают раскрываться и рассеивать семена уже осенью. Из этих семян молодая поросль появится весной.
Всходы ели обыкновенной
Широко распространена в Западной Сибири пихта сибирская, еще один представитель отдела голосеменные. Во многом схожа по своим особенностям с елью. Отличительным признаком пихты от других голосеменных растений, является то, что после высыпания семян, на ветках остаются торчащие стержни.
Среди голосеменных растений встречаются не только вечнозеленые, к примеру, у лиственницы происходит листопад. Широко распространены в нашей стране лиственница сибирская и даурская.
Помимо деревьев к голосеменным относятся и кустарники, к примеру, можжевельник обыкновенный. Встречается он повсеместно на территории России. Растет очень медленно. Для него характерны сочные сладковатые шишкоягоды, используемые в медицине.
Значение голосеменных растений
Значение голосеменных очень велико. Эти организмы образуют обширные лесные массивы – тайгу, а также украшают улицы и парки населенных пунктов. Их древесину широко используют в строительстве, бумажной и мебельной промышленности. К примеру, древесину лиственницы используют в кораблестроительстве, так как она очень стойкая по отношению к воде.
Древесина некоторых голосеменных используется для изготовления музыкальных инструментов, к примеру, пихта сибирская.
Велико практическое значение голосеменных в жизни человека. При переработке получают смолу, а из нее скипидар, канифоль.
В их хвое содержатся фитонциды [2] , которые подавляют развитие болезнетворных бактерий. Эти свойства голосеменных растений имеют большое значение в медицине. Из различных частей хвойных изготавливают мази, чаи, бальзамы, настои, заготавливают сухое сырье, производят масла. Даже простая прогулка в таком лесу положительно влияет на состояние дыхательной и кровеносной системы. Многие санатории и оздоровительные лечебницы располагают именно в таких местах.
Особенности покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения появились на Земле после голосеменных и существуют уже более 100 миллионов лет. За это время неоднократно изменялся климат. Вместе с ним менялись и эти организмы. И когда появился разумный человек, он застал на суше и в воде в основном те растения, которые живут и в наше время. Среди них господствующее положение занимают покрытосеменные или цветковые растения.
Какие же растения считаются покрытосеменными? Внешнее строение покрытосеменных схоже с хвойными – у них есть корень, стебель, листья. Однако отличием покрытосеменных является наличие цветка и плода. Из цветка образуется плод с семенами, все они считаются органами покрытосеменных растений. Плод покрывает семена, защищая их от неблагоприятных условий, поэтому они и получили название покрытосеменные.
Помимо перечисленных признаков для покрытосеменных характерно наличие хорошо развитой проводящей системы, обеспечивающей быстрое передвижение питательных веществ в растении. Как и все зеленые растения, представители отдела покрытосеменные способны создавать органические вещества из углекислого газа и воды.
Размножение покрытосеменных осуществляется так же, как и у голосеменных, то есть семенами. Семена покрытосеменных растений формируются при оплодотворении, которое не связано с водой.
Отличительной особенностью покрытосеменных является двойное оплодотворение, при котором одна мужская клетка сливается с яйцеклеткой, а другая – с вторичной клеткой. В результате образуются семена, в которых зародыш снабжен запасом питательных веществ.
Для покрытосеменных растений характерно и бесполое или вегетативное размножение. В этом случае новый организм формируется из части какого-либо органа взрослой особи, например листа, стебля, корневища. Оба эти типа размножения способствовали быстрому распространению представителей отдела покрытосеменные.
Следует обратить внимание на то, что среди этого отряда есть разные формы организмов - деревья, кустарники и травы.
Деревья имеют высокий и толстый стебель – ствол, который ветвится. Верхняя часть ствола и отходящие от него ветви образуют крону. Широко известны береза, осина, дуб, клен.
У кустарников стебли отходят от корня пучком, прямо из-под поверхности почвы. Распространены в России шиповник, малина, смородина и другие.
Травы не имеют одревесневающих стеблей и с приходом холодов надземные побеги отмирают. Новые организмы появляются из корней на будущий год. Эти травы считаются многолетними. Однолетние травянистые виды живут всего один сезон. Зимовать у них остаются только семена.
Покрытосеменные – это самая распространенная и многочисленная группа растений. Они приспособились к самым различным условиям внешней среды. Мы встречаем их на севере, юге, в низинах, горах, пустынях, водоемах.
Значение покрытосеменных растений
Велико значение покрытосеменных в жизни человека. Почти все культурные растения, возделываемые человеком, относятся к этому отделу. Примером покрытосеменных являются зерновые культуры, широко используемые в хозяйстве. Важнейшим видом считается пшеница, из зёрен которой получают муку и выпекают хлеб. Изо ржи получают ржаную муку и черный хлеб. Замечательное растение – кукуруза, которая дает очень высокий урожай зерна и используется на корм скоту. Зерна кукурузы используются для изготовления всеми любимого попкорна.
Для питания люди используют плоды и другие части покрытосеменных растений. Например, к овощным относят капусту, свеклу, морковь, огурцы и другие.
Всеми любимы плодово-ягодные культуры – яблоня, земляника, виноград, слива и другие. Плоды и ягоды используются для питания, изготовления соков, пюре, консервирования.
Такая группа покрытосеменных как кормовые используются для питания сельскохозяйственных животных.К ним относятся картофель, кормовая и сахарная свекла, клевер и другие.
Кормление скота свеклой
Многие культурные растения дают сырье для переработки на заводах. К примеру, из сахарной свеклы получают сахар, из семян подсолнечника – растительное масло. Хлопчатник и лен дают сырье для изготовления тканей.
Производство растительного масла
Люди используют и дикорастущие виды. Травы идут на корм животным, деревья как строительный материал, для производства бумаги, искусственных волокон. Многие растения используются как лекарственные. Их специально собирают, сушат и изготавливают различные сборы.
Покрытосеменные растения используются для озеленения населенных пунктов и выращиваются как комнатные.
Очень трудно охватить все их значение для человека. Почему покрытосеменные так важны для нашей жизни?
Без них не было бы жизни на нашей планете, так как мы дышим кислородом, вырабатываемым растениями. Они украшают нашу жизнь и приносят радость.
Словарь
1. Семяпочка – орган, развивающийся в шишке голосеменных, являющийся зачатком семени.
1) разрушают горные породы
2) связывают атмосферный азот
3) служат кормом для животных
4) участвуют в почвообразовании
5) являются сырьём для получения агар-агара
6) являются сырьём для получения антибиотиков
В6. Для риниофитов было характерно
1) наличие ризоидов
2) наличие настоящих корней
3) отсутствие покровной ткани
4) наличие проводящей системы
5) наличие настоящих стеблей и листьев
6) отсутствие настоящих стеблей, листьев и корней
Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.
В7. Установите соответствие между характеристиками и группой растений, к которой они относятся.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
A) являются высшими растениями
Б) являются низшими растениями
B) тело расчленено на органы
Г) одноклеточные и многоклеточные организмы
Д) размножаются спорами
Е) размножаются семенами
ГРУППА РАСТЕНИЙ
1) водоросли
2) покрытосеменные
А
Е
Установите правильную последовательность биологических процессов, явлений, практических действий.
В8. Установите последовательность событий, связанных с развитием растительного мира.
A) появление простейших одноклеточных организмов
Б) появление первых наземных растений
B) появление процесса фотосинтеза
Г) накопление в атмосфере кислорода
Д) появление одноклеточных водорослей
Е) появление многоклеточных водорослей
Ж) появление высших споровых растений
3) появление голосеменных растений
И) появление покрытосеменных растений
К) появление семенных папоротников
Л) появление полового процесса
Голосеменные (лат. Gymnospérmae) и покрытосеменные, или цветковые (лат. Magnoliophyta) - это две различные группы царства растений (подцарство Высшие растения), появлявшиеся последовательно в эволюционном развитии природы. Они играют важную роль в жизнеобеспечении планеты, составляя ее зеленый покров.
Некоторые представители этих групп в настоящее время являются полностью вымершими и относятся к разряду ископаемых отложений. Сейчас на Земле существуют и голо-, и покрытосеменные растения. Есть основные отличия, характеризующие обе группы.
Происхождение
Происхождение и возраст - это основное, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. Голосеменные - очень древняя группа растительных организмов. Они существуют на Земле с Девонского периода (Палеозойская эра), это около 370 млн лет назад. Считается, что они были потомками семенных папоротников (лат. Pteridospermae) - полностью вымерших растений, многочисленные отпечатки которых часто находят в отложениях позднего девона и раннего мела.
Цветковые или покрытосеменные растения появились 120-150 млн лет назад на границе юрского и мелового периода (Мезозойская эра) и быстро заняли господствующее положение на планете. Считается, что их предками были древние голосеменные растения.
Разнообразие видов и форм жизни
Голосеменные растения насчитывают примерно 1 000 видов, существующих в данный момент в природе. Другие представители этой группы являются полностью вымершими и часто обнаруживаются палеонтологами в ископаемом виде. Формы жизни - вечнозеленые деревья и кустарники, а также редковстречаемые лианы. Отдел голосеменных представлен несколькими классами:
- Саговниковые: саговник поникающий, стангерия шерстистая, бовения и др.
- Беннеттитовые: вильямсония, нильсониоптерис (полностью вымерший класс).
- Гнетовые: эфедра хвощевая, веливичия мирабилис.
- Гинкговые: гинкго билоба.
- Хвойные: ель, пихта, сосна, можжевельник, кедр и др.
Значительно большее видовое разнообразие - это то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Покрытосеменных насчитывается около 300 тыс. видов - это более половины всех растений планеты. Они существуют в форме деревьев, кустарников, многолетних и однолетних трав, лиан. Их классификация отличается большим разнообразием и сложностью, а именно:
Злаки: рожь, овес, пшеница и др.
Лилейные: лилия, тюльпан, чеснок, лук и др.
Пасленовые: картофель, табак, паслен, дурман, белена и др.
Астровые: подсолнечник, полынь, одуванчик, топинамбур и др.
Бобовые: соя, нут, горох, фасоль и др.
Крестоцветные: капуста, редька, редис, репа и др.
Розоцветные: роза, шиповник, рябина, вишня др.
Органы размножения
Основное отличие покрытосеменных и голосеменных растений - орган полового размножения. У первой группы это цветок, в завязи которого формируются семена (плод) после оплодотворения. Он состоит из тычинок - мужских половых органов, пестика - женского полового органа (из него будет развиваться плод), венчика с лепестками, цветоложа и цветоножки. Цветок различается по форме, окраске и цвету в зависимости от вида растения.
У голосеменных растений эту функцию выполняет видоизмененный побег - шишка, которая может быть мужской или женской, о чем легко судить по ее размерам. Именно на ее чешуйках развиваются семязачатки, и впоследствии образуется семя.
Оплодотворение
Процесс оплодотворения - это ключевое, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У голосеменных он достаточно прост. В пыльцевых мешках происходит постепенное созревание пыльцевых зерен, которые затем переносятся на женский гаметофит. Один спермий (мужская гамета) оплодотворяет только одну яйцеклетку, после чего образуется семя. Процесс протекает в семязачатках или мегаспорангиях.
У цветковых происходит иначе. Здесь имеет место двойное оплодотворение, это то, чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных. Кратко этот процесс был описан отечественным ученым С.Г. Навашиным в 1898 году. Происходит он следующим образом: из пыльцевого зерна внутрь завязи прорастают два спермия, один из них оплодотворяет яйцеклетку, из которой развивается семя, второй - центральную клетку, дающую начало эндосперму - запасу питательных веществ для зародыша.
Образование плода
После оплодотворения цветковые растения образуют плоды - то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Образование плода с семенем внутри происходит путем видоизменения стенок завязи. Но иногда в его формировании принимают участие околоцветник, тычинки и чашечка, все зависит от вида растения. В это время движение минеральных и органических веществ в растении направлено в сторону плода, что может истощить другие ткани. Плоды, как и видовой состав покрытосеменных, характеризуются разнообразием форм.
Голосеменные растения отличаются от покрытосеменных отсутствием плодов. Их семена располагаются открыто на чешуйке шишки и ничем не защищены. Однако они имеют специальные приспособления, позволяющие распространяться на большие расстояния.
Распространение
Способ распространения семян - важное обстоятельство, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У первой группы это происходит единственным путем - при помощи ветра. Поэтому семена снабжены выростами, придатками крыловидной формы и перепончатого строения. Движения воздуха способны распространять такие семена на значительные расстояния, чем обеспечивается расширение ареала того или иного растения.
У покрытосеменных растений способы распространения семян более разнообразны. Это происходит при участии ветра, насекомых, птиц, млекопитающих, людей. Некоторые семена имеют прицепки и выросты, способные цепляться за одежду или шерсть животных и так преодолевать большие расстояния. Многие плоды имеют сладкую сочную мякоть, съедобную для людей и животных, что также обеспечивает распространение семян.
Строение проводящих тканей
Устройство проводящей системы - это то, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У более древних растений движение воды и питательных веществ в тканях не является интенсивным. Жидкость двигается медленно по трахеидам - полым трубкам с толстыми одревесневшими стенками и перфорированными перегородками. Они входят в состав ксилемы и обеспечивают восходящий ток жидкости - от корней к листьям. Трахеиды хорошо заметны при рассмотрении их под микроскопом.
Проводящая система покрытосеменных более совершенна. У этих растений трахеиды преобразовались в сосуды. Это очень длинные трубки (у некоторых лиан они достигают десятки метров), по которым осуществляется усиленный ток жидкости и питательных веществ. Эта особенность строения способствует более активному протеканию многих важных физиологических процессов в растении: образование хлорофилла, фотосинтез, дыхание.
Эволюционные преимущества
Голосеменные растения существуют на Земле гораздо дольше, чем покрытосеменные. Но, несмотря на это, они не достигли разнообразия видов и форм, свойственного более молодым цветковым растениям. Чем отличаются покрытосеменные от голосеменных? Какие преимущества позволили им занять господствующее положение в растительном мире планеты? Есть несколько моментов, определивших это, а именно:
- появление цветка, привлекательного для насекомых, позволило повысить шансы растения на опыление;
- разнообразие вариантов опыления;
- завязь защищает семязачаток от возможных повреждений;
- двойное оплодотворение позволяет зародышу семени получать достаточно питания для своего развития;
- сочный плод обеспечивает сохранность находящегося внутри него семени;
- увеличение способов распространения семян;
- разнообразие форм жизни (деревья, травы, кустарники) позволяет заселить больше экологических ниш;
- проводящая система усилена сосудами, что активизирует многие необходимые физиологические процессы растительного организма.
Основные отличия. Краткий итог
Итак, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Коротко основные отличия представителей обоих групп представлены в таблице.
| Признак | Голосеменные | Покрытосеменные |
| Происхождение | Палеозойская эра | Мезозойская эра |
| Исторический возраст | Около 370 млн лет | 125-150 млн лет |
| Видовое разнообразие | Около 1000 видов | Примерно 300 тыс. видов |
| Разнообразие форм жизни | В основном деревья и кустарники | Деревья, кустарники, травы |
| Расположение семени | Располагается открыто, ничем не защищено | Находится внутри плода |
| Опыление | Ветром | Ветром, насекомыми, птицами, самоопыление |
| Оплодотворение | Простое | Двойное |
| Наличие плода | Нет | Есть |
| Передвижение воды в тканях | По трахеидам (медленный восходящий ток) | По сосудам (усиленный восходящий ток) |
Возникшие эволюционным путем, такие приспособления, как защита семени, двойное оплодотворение, опыление насекомыми, а также более совершенная проводящая система, позволили покрытосеменным растениям занять доминирующее положение на планете в мире флоры.
Читайте также: