Ископаемой переходной формой от голосеменных растений к покрытосеменным являются

Добавил пользователь Skiper
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.

Цветковые растения или Покрытосеменные — отдел высших растений, отличительной особенностью которых является наличие цветка в качестве органа полового размножения и замкнутого вместилища у семяпочки.

Цветковые растения произошли от труппы вымерших водорослей, которая дала качало и семенным папоротникам. Таким образом, голосеменные и покрытосеменные растения — параллельные ветви эволюции, имеющие общего предка, но затем эволюционировавшие независимо друг от друга. Остатки первых цветковых растений обнаруживаются в раннемеловых отложениях.

Начиная с конца мелового периода мезозойской эры, на Земле начинают господствовать покрытосеменные растения, которые приобрели целый ряд преимуществ по сравнению с другими высшими растениями, в том числе голосеменными. На этот же период приходится наибольшее распространение насекомых, птиц и млекопитающих, которые связаны между собой цепями питания, приспособлениями к размножению и обитанием в одинаковых условиях среды. Жизненные формы покрытосеменных представлены деревьями, кустарниками или травами, что обусловливает их наибольшую экологическую пластичность и распространение на суше во всех природных зонах и в водных бассейнах. Их основные вегетативные органы — корень , стебель и лист , имеющие многочисленные видоизменения, самые специализированные по строению и функциям.

Покрытосеменные растения, как и голосеменные, размножаются с помощью семян, но семена их защищены околоплодником, что способствует их лучшему сохранению и распространению. А появление цветка — органа семенного размножения, который (в целом) дает новое поколение (репродукцию), ставит этот отдел растений в положение самых высокоорганизованных представителей растительного царства.

Отличительные признаки покрытосеменных

Наличие цветка.
Наличие завязи и плода , сохраняющих семязачатки и семена.
Опыление ветром, насекомыми, водой, птицами.
Женский заросток — восьмиядерный зародышевый мешок без архегониев.
Мужской заросток— пыльцевое зерно ( пыльца ), состоящее из двух клеток — вегетативной и генеративной.
Двойное оплодотворение : один спермий оплодотворяет яйцеклетку, другой — вторичное (центральное) ядро зародышевого мешка .
Двойное оплодотворение завершается следующими преобразованиями: из завязи образуется плод , из семязачатка (семяпочки) — семя , из зиготы — зародыш семени (диплоидный), из оплодотворенного вторичного ядра — вторичный эндосперм .
Эндосперм представлен тканью с триплоидным набором хромосом . Формируется одновременно с зародышем семени, в нем откладываются запасные питательные вещества ( белки , углеводы, жиры ).
При прорастании как только внутрь семени поступает вода, начинается его набухание, запасные вещества переходят в растворимые формы, доступные для всасывания зародышем. Часть запасных веществ эндосперма расщепляется дыхательными ферментами. что освобождает энергию (в виде АТФ ), необходимую для роста зародыша.
Триплоидность ядер клеток эндосперма, несущих наследственную информацию материнского и отцовского организмов, повышает приспособленность молодого растения к различным условиям среды.

Из зародыша семени вырастает спорофит (бесполое диплоидное поколение), который может быть представлен различной жизненной формой — травой (однолетней или многолетней), кустарником, деревом, лианой. Любая жизненная форма растения имеет основные органы — корень, стебель, листья и их видоизменения, а также цветки, семена, плоды.

Покрытосеменные представлены двумя классами — однодольные и двудольные.

Сравнение классов однодольные и двудольные

Теперь рассмотрим каждый класс отдетьно.

Класс однодольные

Название класса обусловлено тем, что в зародыше семени находится одна семядоля. Однодольные существенно отличаются от двудольных по следующим признакам:

мочковатая корневая система, корень имеет первичное строение (в нем отсутствует камбий )
листья в большинстве простые, цельнокрайние с дуговым или параллельным жилкованием
проводящие пучки в стебле замкнутые, разбросаны но всей толще стебля

Семейство злаки

Травянистые растения (исключение — бамбук). Стебли простые, иногда ветвистые, цилиндрические или сплюснутые, разделенные узлами. У большинства растений полые в междоузлиях, заполнены тканью только в узлах. Такой стебель называют соломиной. Листья линейные или ланцетные, с влагалищем в основании. В месте перехода влагалища в пластинку находится вырост—язычок, форма которого является признаком при определении злаков. Цветки желтовато-зеленые, мелкие, собраны в соцветия колоски, которые образуют колос, кисть, метелку. У основания каждого колоска прикреплены две колосковые чешуи, прикрывающие колосок. В колоске 2—5 цветков. Околоцветник состоит из двух цветочных чешуи, двух пленок, В двуполом цветке содержатся три тычинки и пестик с двумя перистыми рыльцами. В отдельных случаях встречается 1—-6 колосковых и цветочных чешуи, 2—6, редко 40 тычинок. Плод — зерновка (орешек или ягода).

Хозяйственное значение

Пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, рис, сорго, могар, сахарный тростник — хлебные, технические культуры (получают сахар, спирт, пиво).
Овсяница, мятлик, тимофеевка — кормовые травы.
Тростник, бамбук. Стебли используют в строительстве, для получения бумаги, как топливо. Злаки широко используют для закрепления песков, склонов, в декоративном цветоводстве.
Пырей ползучий, овсюг, щетинник, ежовник — сорняки.

Семейство лилейные

Одно-, двух- и многолетние травы, полукустарники, кустарники в деревья. Для многолетних трав характерно наличие луковиц или корневищ . Цветки двуполые, реже однополые. Околоцветник в основном венчиковидный, иногда чашечковидный, из свободных иди неполностью сросшихся листиков. Количество тычинок соответствует количеству листиков околоцветника. Пестик один. Плод — трехгнездная коробочка или ягода.

Хозяйственное значение

Лук, чеснок, спаржа — овощные культуры.
Ландыш, алоэ, чемерица — сырье для лекарств.
Лилия, ландыш, тюльпан, гиацинт — декоративные культуры.

Класс двудольные

Систематический признак двудольных — наличие двух семядолей в зародыше. Отличительные особенности двудольных следующие:

корневая система стержневая, с развитыми боковыми корнями ;
корень и стебель имеют вторичное строение, есть камбий;
сосудисто-волокнистые пучки стебля открытого типа, расположены концентрически;
листья как простые, так и сложные;
цветки пяти- и четырехчленного типа;
эндосперм в созревших семенах хорошо выражен у ряда видов: пасленовых, зонтичных и др. Но у бобовых, сложноцветных и. других (например, горох, фасоль, подсолнечник, развит слабо или совсем отсутствует и запасные питательные вещества находятся непосредственно в семядолях зародыша.

Семейство розоцветные

Распространены в странах с субтропическим и умеренным климатом. Очень разнообразны по строению цветка, соцветий, плодов и листьев. Характерная особенность —своеобразное строение гинецея и цветоложа. Последнее имеет тенденцию к разрастанию. У некоторых видов растений части цветка, которые окружают пестик, срастаются основаниями и образуют со сросшимся, цветоложем мясистую чашу— гипантий. Цветки с двойным пятичленным околоцветником, тычинок много, расположены они по кругу (их количество кратно 5), пестик один или несколько. Завязь верхняя, нижняя или средняя. Плоды — костянки, орешки, часто ложные или сборные. Насекомоопыляемые растения.

Хозяйственное значение

Шиповник. Плоды содержат много витамина С, 1-—8% сахара, до 2% крахмала, 1—5% азотиетых веществ. Корни богаты дубильными веществами. Используются в пищевой (лекарственные препараты) и парфюмерной промышленности.
Розы (пояиантовые, чайные), малина, земляника, яблоня, груша, рябина, слива, вишня, абрикос, персик, миндаль — декоративные культуры, используются в пищевой, парфюмерной, фармакологической промышленности.

Семейство бобовые

Стебли прямостоячие, вьющиеся, стелющиеся. Листья сложные с прилистниками. Строение цветка типичное: чашечка из 5 чашелистиков (3+2), венчик из 5 лепестков (задний — парус, два боковых — ввела, два нижних, срастающихся в верхней части — лодочка). Тычинок 10 (из них 9 срастаются и образуют несомкнутую трубочку). Пестик один. Завязь верхняя, одногнездная. Плод — боб. Опыляются насекомыми.

Хозяйственное значение представителей семейства (астрагал, верблюжья колючка — полукустарник, вика, горох, клевер, люцерна, фасоль, соя, люпин): пищевые, кормовые, медоносные, декоративныё растения. Благодаря клубеньковым бактериям сидераты. Пищевые и кормовые качества снижаются из-за концентрации гликозидов (глициризин, кумарин) и алкалоидов (цитизин, спартеин). Играют заметную роль в формировании растительного покрова.

Семейство пасленовые

Травы, реже полукустарники, кустарники. Листья очередные, без прилистников. Простые, с цельной или рассеченной пластинкой. Цветки правильные или неправильные. Венчик сростнолепестный, трубчатый. К трубочке венчика прикреплено 5 тычинок. Пестик один с верхней двухгнездной завязью, которая содержит многочисленные семенные зачатки. Цветки двуполые. Насекомоопыляемые растения. Плод — ягода или коробочка (редко костянкрвидный). Большинство пасленовых содержит ядовитые алкалоиды, которые в малых дозах используются для получения лекарств.

Хозяйственное значение

Паслен (паслен черный). Из листьев получают лимонную кислоту, наркотики, из семян табака — табачное масло.
Картофель, баклажаны, томаты, перец. Используются в пищевой промышленности.
Белладонна (красавка), скополия, дурман, белена черная — лекарственные растения.

Семейство крестоцветные

Одно- двух-, многолетние травы, полукустарники с очередными листьями, иногда собранными в прикорневую розетку. Цветки двуполые, собраны в кистевидные соцветия. Околоцветник двойной, четырехчленный. Чашелистики и лепестки расположены накрест. Тычинок 6, из них 4 длиннее, 2 короче. Пестик один. Плод — стручок или стручочек, В семенах содержится 15—49,5% масла.

Хозяйственное значение

Дикая редька, сурепица пастушья сумка, горчица полевая, желтушник — сорняки.
Капуста, редька, репа, брюква —огородные культуры.
Горчица, pane— масличные культуры.
Левкой, ночная красавица, маттиола—декоративные растения.

Семейство сложноцветные

Однолетние и многолетние травянистые растения, полукустарники, кустарники, небольшие деревья. Листья очередные или супротивные, без прилистников. Типичный признак — соцветие корзинка. На плоском или выпуклом дне корзинки расположены отдельные цветки. Корзинка имеет общую обертку, состоящую из видоизмененных верхушечных листьев. Типичные цветки двуполые, с нижней завязью, к которой прикреплена видоизмененная чашечка, венчик язычковый, трубчатый, воронковидный; окраска белая, синяя, желтая, голубая и др. Встречаются цветки однополые (мужские или женские), крайние цветки часто бесплодные. Тычинок 5, они срастаются пылинками в трубочку, через которую проходит столбик , несущий рыльце . Плод — обычная семянка с волосистым хохолком, или пленчатой коронкой.

Хозяйственное значение

Салат, цикорий, артишок — пищевые культуры.
Подсолнечник -— масличная культура.
Топинамбур -кормовая культура.
Одуванчик, полынь, череда, тысячелистник, poмашка — лекарственные растения.
Георгины, бархатцы, хризантемы — декоративные растения, 6. Осот молочай, василек, синий, горчак ползучий – сорняки.

Сравнительная характеристика семейств

Изображенное растение относится к отделу Покрытосеменные, классу Однодольные.
Признаки отдела Покрытосеменные: наличие цветка ( цветок изображен справа от соцветия , видны тычинки; цветки собраны в соцветие сложный колос) и плода (сухой зерновка)
Признаки класса Однодольные: мочковатая корневая система, 1 семядоля в семени (видно у семени в разрезе), параллельное жилкование листьев, число частей цветка кратно 3.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

У покрытосеменных растений появился цветок — специализированный орган , приспособленный к половому размножению.
Двойное оплодотворение , в результате которого образуется семя .
Семена находятся в плодах, которые имеют разные приспособления к размножению.

Примечание В пункте 3) вернее указывать в плодах, которые имеют разные приспособления к расселению (распространению). Например, крылатки клена; яркий околоплодник вишни и т.д.

Ответ: см. решение

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Появление цветка, обеспечившего генетическое разнообразие видов растений благодаря совместной эволюции с насекомыми.
Приспособленность плодов к распространению различными способами.
Многочисленность и защищенность семян.
Независимость процесса оплодотворения от воды.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

наличие в клетках пластид ;
клеточной стенки из клетчатки;
вакуолей с клеточным соком;
автотрофный тип питания ( фотосинтез );
рост в течение всей жизни;
прикрепление к субстрату.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

класс двудольные, цветок четырёхчленного типа, сетчатое жилкование листьев;
А – кочан – это видоизменённый побег ( почка ), накапливает питательные вещества, обеспечивает зимовку, развитие двулетнего растения на второй год;
Б – плод – стручок, обеспечивает распространение и защиту семян.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

плодоношение и созревание семян
рост и развитие вегетативных органов
цветение и опыление
образование и формирование зародыша
прорастание семени

Исходя из условия, этапы нужно прописать, начиная от семени.

Первое — прорастание семени.

Затем должны появиться вегетативные органы растения. Есть органы вегетативные, а есть генеративные. Генеративные отвечают за размножение, а вегетативные за обмен веществ. Это корень , листья, стебель. Нам не подойдет вариант про цветение и опыление , так как генеративные органы развиваются на вегетативных.

За опылением следует образование и формирование зародыша.

Затем наступает плодоношение и созревание семян.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Воспользуемся таблицей с семействами растений и их признаками. Ее необходимо выучить.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

А) Первые, наиболее древние растения.

Б) Господствующая группа растений на Земле.

В) Не имеют органов и тканей.

Г) Имеют вегетативные и генеративные органы.

Д) Имеют приспособления к опылению, распространению плодов и семян.

Е) Тело состоит из одной или множества сходных клеток.

2) покрытосеменные растения

Водоросли — низшая форма организации растений, покрытосеменные — высшая.

У водорослей тело не дифференцировано на ткани, плодов нет.

Жизнь произошла из воды, вначале были одноклеточные водоросли.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

относится к классу Двудольные
цветок трёхчленного типа
корневая система стержневая
в семени одна семядоля
относится к семейству Лилейные
плод — орех

Сразу видим, что корневая система не стержневая, а мочковая. Растение однодольное. Половина лепестков — 3 штуки, цветок трехчленного типа. Раз однодольное — то в семени одна доля. Относится к лилейным. Плод явно коробочка.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

наличие двойного оплодотворения у цветковых растений
образование корней у папоротникообразных
снижение испарения путём образования воскового налёта на листьях
усиление опушенности листьев у покрытосеменных растений
защита семян в плодах у покрытосеменных растений
сокращение срока вегетации у растений, произрастающих в суровом климате

Ароморфоз — важный и крупный скачок в развитии. Варианты 3 и 6 — адаптация к климату, правильными ответами будут 125. Благодаря двойному оплодотворению , зародыш имеет запас питательных веществ. Корни дают опору и возможность получать воду и растворенные в ней минеральные вещества. Защита семян повышает в разы шансы на выживание.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Три признака растений семейства крестоцветных (капустных):

1) цветок четырёхчленного типа;

2) соцветие кисть;

5) плод стручок или стручочек

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

мочковатая корневая система
стержневая корневая система
жилкование листьев параллельное или дуговое
жилкование листьев сетчатое
листья всегда простые
развитие из зародышевого корешка явно выраженного главного корня

Голосеменные и покрытосеменные растения — что это за разновидности

В биологии семенные растения делят на пять классов:

цветковые;
хвойные;
цикадовые (саговниковые);
гнетовые;
гинкговые.

Первый называют покрытосеменными, а остальные (нецветковые) — голосеменными.

Голосеменные растения — группа растений, у которых отсутствует замкнутое вместилище для семечек. Они открыто лежат на чешуе шишек.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Это древний вид, возраст которого около 350-370 млн. лет, включает только древесные формы. К ним относятся:

сосна обыкновенная;
ель голубая;
лиственница европейская;
туя западная;
кедр гималайский;
пихта бальзамическая;
гинкго двулопастный и другие.

Класс насчитывает 12 семейств, включает 1080 видов растений.

Покрытосеменные растения — класс растений, который имеет замкнутое вместилище для семяпочки и цветок как орган полового размножения.

Многочисленная группа представлена разнообразными формами: травами, деревьями, кустарниками. Покрытосеменные преобладают на Земле, насчитывают 405 семейств и включают приблизительно 352 тыс. видов.

Сходство и отличительные особенности

Общие признаки обеих групп:

Размножаются семенами. Остальные растения образуют споры.
Имеют хорошо развитые вегетативные органы: корень, стебли, листья.

Отличительные особенности голосеменных/покрытосеменных растений:

Листья: чешуи, хвоя/остальные формы.
Органы размножения: микро- и макроспорангии/цветок.
Расположение семян: открытое/закрытое.
Время формирования зародыша: 1,5-2 года/несколько недель.
Видоизмененные органы для вегетативного размножения и запасания питательных веществ: нет/корнеплоды, луковицы, клубни.
Опыление: ветром и самоопыление/животными, ветром, водой и самоопыление.

Механизмы размножения голосеменных и покрытосеменных растений

Половое размножение — основной способ для обеих групп. Он позволяет растениям передавать наследственные признаки и приобретать новые свойства. Новый организм несет в себе свойства обоих родителей, так как образуется в результате слияния женских и мужских половых клеток (гамет). Несмотря на единый механизм, размножение голосеменных и цветковых имеет свои особенности.

Схема, с помощью чего происходит

Основную часть группы голосеменных составляют хвойные деревья, поэтому их размножение рассматривают на примере сосны обыкновенной.

Большинство видов имеют на одном дереве шишки обоих полов: мужские и женские. Первые растут группами у основания веток. Вторые — по одной на концах. Размножения происходит в несколько этапов:

В пыльце мужских шишек созревает мужской гаметофит со спермиями, в пыльце женских — женский гаметофит с яйцеклетками.
В конце весны мужские пыльцевые зерна сосны созревают и высыпаются. Ветер разносит пыльцу, и она оседает на женских шишках.
На чешуях женских шишек находятся семязачатки. Когда пыльца попадает на них, чешуи смыкаются. Происходит опыление.
На следующий год происходит оплодотворение. В мужской пыльце образуется два спермия, в женской — яйцеклетка. Она сливается с одним спермием — образуется зигота. Второй спермий погибает.
Зигота развивается в зародыш. Он формируется за счет питательных веществ материнского растения.
Зародыш вместе с питательными веществами и защитными оболочками образует семя.
Примерно через год семена созревают. Женские шишки раскрываются. Семена выпадают наружу.

Размножение покрытосеменных происходит в следующей последовательности:

Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) созревает в пыльце тычинок, женский — в пестике.
Пыльцевое зерно попадает на пестик и прикрепляется к его рыльцу.
Оно развивается в пыльцевую трубку, которая прорастает внутрь завязи.
Мужской гаметофит делится и образует два спермия.
Один из них сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение и образуется зигота.
Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Они образуют эндосперм.
Зигота делится и превращается в зародыш. Эндосперм служит для него источником питательных веществ. Зародыш и эндосперм вместе образуют семя.
Семя созревает, завязь пестика разрастается и превращается в плод.

Таким образом, в отличие от голосеменных, у цветковых растений оплодотворение сопровождается двумя слияниями, поэтому такой способ называют двойным оплодотворением.

Главный орган размножения покрытосеменных растений

Главный репродуктивный орган покрытосеменных — цветок. Он представляет собой видоизмененный побег, приспособленный для проведения полового процесса. Образование плода с семенами — его итог.

От шишек цветы отличаются тем, что во время опыления пыльца попадает на пестик, а не на семязачаток. Опыление бывает двух видов:

Самоопыление — пыльца с тычинок попадает на пестик того же цветка.
Перекрестное опыление — пыльца с тычинок попадает на пестик другого растения.

Несмотря на единую функцию, цветы разнообразны по строению, размерам и окраске. Самый маленький цветок из семейства Рясковых имеет диаметр 1 мм. Самый крупный — у раффлезии Арнольда 91 см, его масса достигает 11 кг.

Цветок состоит из частей:

Стеблевой: цветоножка, цветоложе.
Листовой: чашелистики, лепестки.
Генеративной: тычинки, один или несколько пестиков.

Генеративная часть цветка принимает участие в процессе размножения.

Тычинка — мужской орган. Все тычинки одного цветка называют андроцеем. Они могут отличаться по форме и длине. Количество тычинок зависит от вида. У орхидных — одна, у мимозовых — несколько сотен.

Пестик — женский орган. Состоит из одного или нескольких сросшихся плодолистиков. В его полости находятся семязачатки (семяпочки). Совокупность пестиков называют гинецеем. Этот орган, как и сам цветок, есть только у покрытосеменных, поэтому группу еще называют пестичными.

Как размножаются и расселяются голосеменные растения

У голосеменных для полового процесса тоже приспособлен видоизмененный побег — шишка. Мужские и женские шишки могут располагаться на одном или на разных растениях. В первом случае деревья называются однодомными (ель, сосна), во втором — двудомными (гинкго).

Строение женской шишки на примере сосны:

ось или стержень;
кроющие и семенные чешуи;
семязачатки.

У зрелой женской шишки на месте семязачатков должны появиться семена. Мужская шишка тоже имеет стержень и чешуи, но вместо семязачатков содержит пыльцевые мешочки с пыльцой.

Количество чешуй варьируется от нескольких штук (кипарис крупноплодный, тсуга) до нескольких десятков (пихта, кедр).

После созревания семян у многих видов пихт и елей шишки опадают в течение года. У сосен же созревшие шишки не раскрываются по нескольку лет. 3-4 года происходит развитие шишки настоящего кедра. Сосна Бранкса раскрывает чешуйки через 5-6 лет.

Спешу обрадовать, мы добрались до изучения семенных растений! К ним относятся голосеменные и покрытосеменные (цветковые). До этого размножение шло только с помощью спор: у мхов, папоротников, хвощей и плаунов - высших споровых растений. Настало время открыть новую интересную главу этой книги, посвященную растениям, которые размножаются с помощью удивительного изобретения природы - семени.

Голосеменные - распространенная древняя группа растений, включающая небольшое число видов. Главной особенностью данной группы являются "голо" (то есть открыто) лежащие семяпочки и, в дальнейшем, развивающиеся из них семена. Иными словами, у голосеменных растений отсутствуют замкнутые вместилища для семян.

На примере типичного представителя - сосны обыкновенной, относящейся к классу хвойных, поговорим о характерных чертах данного класса и голосеменных растений в целом.

Общие признаки

Все голосеменные представлены древесными формами: деревьями и кустарниками. Травы отсутствуют.

Хвоинки (хвоя) - игольчатые видоизменения листьев. Сохраняются долгие годы, у некоторых сосен до 45 лет. Хвоя лиственниц опадает ежегодно.

Древесина голосеменных обладает большим запасом механической прочности. Это связано с ее особенностями: она состоит из трахеид с окаймленными порами, паренхима развита слабо. Либриформ (древесные волокна) и настоящие сосуды отсутствуют (исключение - гнетовые, имеют сосуды). Клетки-спутницы во флоэме также отсутствуют.

В древесине и коре имеются каналы, заполненные смолой. Однако, есть исключения - у гинкго смола не образуется вовсе.

Несколько веков назад в России целенаправленно создавались и охранялись, так называемые, корабельные рощи. Это, прежде всего, требовалось для флота, так как мачты кораблей изготавливали из сосен, отвечающих всем требованиям - корабельных (гладкий, твердый и прочный прямой ствол с минимальным количеством сучков и смолы).

Семяпочки и развивающиеся из них семена лежат "голо", открыто, для них нет закрытых вместилищ, отсутствует завязь. В сравнении с высшими споровыми растениями, размножение семенами ставит голосеменных на более высокий уровень организации.

Голосеменным растениям для размножения не требуется вода, опыление у них происходит с помощью ветра. Этот процесс перестал быть зависимым от капельно-жидкой среды, как было у мхов и у папоротников. Благодаря этому голосеменные получили большое преимущество и смогли расселиться по всей Земле, в том числе в засушливых районах. Они господствовали в юрском периоде, когда климат стал более сухим и жарким.

Обитают голосеменные в местах с холодным климатом и достаточным количеством влаги. Имеются виды, обитающие в жарких странах: растение вельвичия удивительная обитает в пустынях южной Африки.

Строение и жизненный цикл

Жизненный цикл голосеменных состоит из чередования бесполого поколения - спорофита (диплоиден, 2n), и полового поколения - гаметофита (гаплоиден, n). Господствует (доминирует) в цикле спорофит (2n) - это взрослое растение сосны.

Голосеменные относятся к разноспоровым, как и все семенные растения. Они образуют разные споры: крупные женские (мегаспоры) и мелкие мужские (микроспоры). Образуются они в спорангиях, расположенных на спорофиллах, которые собраны в стробилы (шишки) - от лат. strobilus - сосновая шишка.

Мужские шишки (стробилы)

К концу весны у основания молодых побегов образуются мужские шишки (стробилы) - мелкие, собранные в тесные группы, желтого цвета. Чешуи мужских шишек представляют собой микроспорофиллы. Микроспорофиллы - гомологи тычинок, которые крепятся к оси каждой шишки спирально, с нижней стороны, и имеют два пыльцевых мешка - микроспорангия.

Образование мужского гаметофита

Из материнских клеток (2n) в микроспорангии путем мейоза образуются 4 микроспоры (n). Строение микроспоры следующее: она покрыта экзиной (от гр.exo снаружи, вне) - наружная оболочка, изнутри интиной (от лат. intus внутри) - внутренней оболочкой. В составе микроспоры имеются также два воздухоносных мешка, образованных в результате отслоения экзины от интины и возникновения полости между ними.

Микроспора делится, не покидая спорангия, преобразуется в заросток. При делении из ядра микроспоры образуются две клетки. Одна из них превращается в две заростковые клетки (протоллиальные - от греч. проталлиум - заросток) - быстро отмирают и исчезают. Их функция до конца не изучена.

Из другой клетки в ходе митоза также образуются две: антеридиальная, из которой развиваются мужские половые клетки - спермии (неподвижные, без жгутиков в отличие от сперматозоидов), и более крупная вегетативная клетка, из которой в дальнейшем формируется пыльцевая трубка.

Мужской гаметофит сильно упрощен, антеридии отсутствуют. Формируется он прямо внутри микроспоры, которая в итоге превращается в пыльцевое зерно. Совокупность пыльцевых зерен называется пыльца.

При вскрытии (нарушении целостности) микроспорангия, или пыльцевого мешка, пыльца высыпается во внешнюю среду и достигает женской шишки, где, в результате опыления, внутри семязачатка происходит дальнейшее развитие мужского гаметофита.

Образование женского гаметофита

На тех же самых соснах, где расположены мужские шишки, лежат и женские. Весной на верхушке молодого побега появляются мелкие (около 5 мм) красноватые шишки - это женские шишки (стробилы). Состоят они из оси (стержня) , на котором располагаются две чешуи: кроющая и семенная. На верхней стороне у основания семенной чешуи лежат два семязачатка.

Кроющая чешуя представляет собой видоизмененный лист, в его пазухе находится семенная чешуя. Семенная чешуя - видоизмененный боковой побег.

Женские шишки (стробилы)

Именно открыто расположенные семязачатки (семяпочки) служат причиной, по которой этот отдел растений называется - голосеменные.

В женских шишках, в отличие от мужских, каждая чешуя гомологична целой мужской шишке (стробилу). То есть одна чешуя - целой мужской шишке, а не отдельным ее микроспорофиллам (чешуям)!

Молодой семязачаток состоит из нуцеллуса, интегумента и фуникулуса. Нуцеллус (от лат. nucella - орешек) - центральная часть семяпочки, соответствующая мегаспорангию. Интегумент (от лат. integumentum покрывало) - покров семяпочки, вырастающий из ее центральной части - нуцеллуса. В зрелом семени интегумент преобразуется в семенную кожуру. Фуникулус (от лат. funiculus канатик, верёвка) или семяножка - часть семязачатка, соединяющая его с мегаспорофиллом (семенным чешуями).

На интегументе около вершины располагается микропиле (пыльцевход) - через него после опыления пыльцевая трубка проникает в нуцеллус. Между интегументом и нуцеллусом имеется густая жидкость, выступающая из микропиле. Подсыхая, она втягивается внутрь семязачатка и затягивает вместе с собой пыльцу, осевшую на ней.

Образование женского гаметофита

В средней части обособляется спорогенная клетка (2n) (археспориальная - от греч. arche начало и sporá семя). В результате ее митотического деления образуются материнские клетки спор - спороциты (2n), однако и сама археспориальная клетка может выступать в роле спороцита, минуя стадию митоза. Спороциты (2n) делятся мейозом на четыре гаплоидные (n) мегаспоры.

Три мегаспоры отмирают, остается одна, которая многократно делится митозом и формирует эндосперм - запасное питательное вещество. Обратите на этот факт особое внимание: у голосеменных эндосперм гаплоидный (n) и образуется до оплодотворения. Такой эндосперм называется - первичный, он соответствует женскому гаметофиту.

Как и мужской, женский гаметофит весьма упрощен и заключен внутри мегаспоры. На верхушке женского гаметофита (мегагаметофита) образуется архегоний с яйцеклеткой (n). У гнетовых архегонии отсутствуют.

Жизненный цикл

На спорофите (2n) в микроспорангиях из материнских клеток (2n) путем мейоза образуются микроспоры (n). Из микроспоры формируется пыльцевое зерно. Пыльца (пыльцевые зерна (n)) с помощью ветра попадает в женские шишки, где улавливается густой жидкостью между интегументом и нуцеллусом, выступающей из микропиле. Жидкость засасывает пыльцу внутрь семязачатка на нуцеллус (в пыльцевую камеру). После того, как опыление произошло, микропиле зарастает. Чешуи шишки смыкаются и склеиваются смолой.

Семязачатки в этот момент еще не готовы к оплодотворению, так что от момента опыления до оплодотворения проходит около 13 месяцев. За это время в семязачатке формируется эндосперм, женская шишка увеличивается до 3-4 см и приобретает зеленую окраску.

Оказавшись на мегаспорангии, наружная оболочка пыльцевого зерна (экзина) разрывается, из вегетативной клетки в направлении архегония начинает расти пыльцевая трубка. Антеридиальная клетка делится на генеративную (спермагенную) и клетку-ножку антеридия (функция последней до сих пор не изучена). Спермагенная клетка попадает в пыльцевую трубку, а из нее - в архегоний.

Непосредственно перед оплодотворением спермагенная клетка делится на два спермия (n), один из которых отмирает, а другой сливается с яйцеклеткой (n). Образуется зигота (2n), из которой формируется и растет зародыш благодаря эндосперму - запасу питательных веществ.

Окончательно созревают семена к осени на второй год после опыления, к этому моменту женские шишки увеличиваются в размерах до 6 см. Зеленая окраска меняется на серую, чешуйки расходятся, и семена, образовавшиеся из семязачатков, высыпаются. Из семени прорастает взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.

Строение семени

Семенная кожура, защищающая семя от пересыхания и неблагоприятных факторов внешней среды, образована разросшимся интегументом.

Зародыш (2n) формируется в результате митотического деления образовавшейся зиготы. Состоит из зародышевого корешка, стебелька и почечки.

Число семядолей у голосеменных различается - от 2 до 15. Семядоли имеют доступ к запасным питательным вещества (эндосперму).

Запасные питательные вещества накапливаются в эндосперме (n). Особенностью в строении семени голосеменных, по сравнению с семенем покрытосеменных (цветковых) является наличие гаплоидного эндосперма (n). Не забывайте, что эндосперм у голосеменных это производное мегагаметофита (n), исходя из этого становится понятно, почему ткань гаплоидна. У цветковых, в отличие от голосеменных, эндосперм триплоиден (3n).

Фитонциды

Фитонциды (от греч. phyton - растение и лат. caedo - убиваю) - образуемые растениями, биологически активные вещества, убивающие или приостанавливающие размножение других организмов, главным образом - микробов. Обычно выделяются растениями в газообразном виде, к примеру, аллицин у лука и чеснока. Наличие фитонцидов играет крайне важную роль в формировании устойчивости растения к грибным заболеваниям.

Фитонциды имеют медицинское значение, из них изготавливаются некоторые препараты. За лето гектар лиственного леса выделят 2 кг фитонцидов, хвойного - 5 кг, можжевельника - 30 кг! Санатории часто располагаются в сосновых борах, где наблюдается повышенная концентрация фитонцидов. Вдыхание такого воздуха очень полезно при заболеваниях дыхательной системы инфекционной природы (когда возбудителями являются бактерии, грибы).

Значение голосеменных

Трудно переоценить значение голосеменных для человека, они очень важны. Голосеменные - источники высококачественной древесины, продуктов ее переработки. Являются звеном в цепи питания (продуцентами), основой многих биоценозов. Хвойные растения в больших количествах выделяют фитонциды, имеющие медицинское значение. Из смолы хвойных получают канифоль, скипидар, лаки. Кедровых орехи - это семена нескольких видов растений из рода сосна, которые употребляют в пищу.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: