Какие растения образуют плоды голосеменные папоротникообразные покрытосеменные хвощеобразные
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 18.09.2024
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Задачи образовательные : обобщить материал по появлению жизни на земле, разнообразие растительных групп – низшие, высшие споровые, высшие семенные, голосеменные и покрытосеменные.
Задача развивающая : развитие логического мышления, речи, памяти, умения сравнивать и делать выводы, расширение кругозора детей.
Задачи воспитательные : воспитание умения работать в коллективе, любви и бережного отношения к природе, формирования экологической культуры у учащихся.
Оборудование: компьютер, презентация, живые экспонаты. Использованная техника и наглядность: компьютер, интерактивная доска, презентация, слайды, карточки…, дополнительный материал для обучающихся.
Новые слова: альгология, лихенология, бриология, птеридология, вайя.
Занятие проходит в виде круглого стола.
На Земле произрастает множество разных видов растений. Часто они непохожи друг на друга как по внешнему виду, так и по строению. Например, среди растений есть
· многоклеточные с недифференцированным телом,
· однако большинство растений имеют органы и ткани.
Основные признаки растений?
1. Автотрофный тип питания – растения способны синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза.
2. . Особенности строения клетки: наличие жесткой клеточной оболочки из целлюлозы и пектиновых веществ, центральной вакуоли, пластид. В клетках высших растений отсутствует клеточный центр.
3. Поглощение веществ только в виде жидкостей или газов.
4. Неспособность к передвижению (искл.: некоторые одноклеточные водоросли).
5. Рост в течение всей жизни.
Дополнение педагога. Даже если растения имеют схожее внутреннее строение, они могут сильно отличаться между собой по внешнему виду. Это связано с приспособлением к конкретным местам обитания и способам жизни.
При всем многообразии растений одноклеточные формы характерны только для ряда водорослей. Другие водоросли многоклеточные. При этом все водоросли, и одноклеточные, и многоклеточные, относятся к низшим растениям. Это связано с тем, что у водорослей нет настоящих органов и тканей. Хотя у представителей бурых водорослей можно отметить дифференцировку тела на ткани.
- Давайте вспомним как называется наука, изучающая водоросли. Мы об этом говорили (альгология).
Следующая ветвь- лишайники.
- Строение лишайников, виды, способы размножения, значеник их в природе и для человека?
Дополнение педагога. Если лишайники относят к растениям, то их также считают низшими. Лишайники – особые организмы. Они состоят из клеток водоросли и мицелия гриба, вступивших друг с другом в тесное сожительство – симбиоз с элементами паразитизма гриба на водоросли. Давайте вспомним как называется наука, изучающая лишайники (лихенология).
u Грибы и их характеристики? Грибы паразиты, симбионты, сапрофиты. Таллом гриба состоит из гиф
u Грибы – паразиты (погибают вместе с хозяином)
u Грибы – сапрофиты (питаются органическими веществами отмерших организмов)
u Грибы – симбионты.
u Размножение грибов.
u Спорами. У мукора -? У шляпочныхгрибов-?
u Вегетативно – частями грибницы и почкованием-?
Грибы в настоящее время не считают растениями. Они образуют отдельное царство живого мира. Кроме того, в лишайниках вместо водорослей могут быть сине-зеленые водоросли (цианобактерии), которые являются фотосинтезирующими бактериями. Это также осложняет отнесение лишайников к той или иной группе организмов.
Все остальные группы растений считаются высшими. Это мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и покрытосеменные. В каждой группе наблюдается свое многообразие растительного мира.
Водоросли
Представители листоватых лишайников: пармелия, ксантория.
Кустистые. Представители кустистых лишайников: ягель (олений мох), кладония, цетрария (исландский мох).
Тело лишайника не расчленено на ткани и органы, поэтому его называют слоевищем, или талломом. Внутри слоевища лишайника грибы могут проникать в клетки водоросли при помощи особых выростов гиф, в большинстве же случаев между клетками компонентов лишайника находится толстая прослойка межклеточного вещества, через которое и происходит обмен веществ.
Наука изучающая лишайники Лихенология.
Мох
u Мхи – Строение мха.
u Антеридии и архегонии
u Чередование полового и бесполого поколения.
Мхи - отдел высших споровых растений, преимущественно многолетних. Отличается регрессивным развитием спорофита, в жизненном цикле мхов доминирует (преобладает) гаметофит. Мхи изучает бриология (от греч. bryon - мох, и logos - слово) - наука о мхах. Кукушкин лен относится к двудомным растениям. Он означает, что женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы развиваются на разных растениях.
Папоротники, хвощи и плауны изучает – птеридология.
u Все они имеют: (перечислить)1-
u Размножение: споровое бесполое поколение -?
u Половое поколение -?
Хвощ
Мхи, папоротники, хвощи и плауны называются высшими споровыми растениями. Они размножаются спорами. В их жизненном цикле представлены две стадии – гаметофит и спорофит. Клетки гаметофита содержат одинарный набор хромосом, а спорофита – двойной. В жизненном цикле мхов доминирует гаметофит, у папоротников – спорофит.
Следует отметить, что в процессе эволюции (исторического развития жизни на Земле) в определенные периоды доминировали те или иные группы. Так в каменно - угольном периоде (300 млн лет назад) на суше произрастали леса, состоящие из древовидных папоротников. Был влажный и теплый климат. Когда климат стал суше и холоднее появились голосеменные, а позже и более приспособленные к сухопутному обитанию покрытосеменные растения. На сегодняшний день папоротники представлены в основном травянистыми формами, обитающие в пологе лесов.
Голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения размножаются с помощью семян. Их относят к группе семенных растений. Семя, в отличие от споры, содержит большой запас питательных веществ. У покрытосеменных семена развиваются в завязи цветка, после созревания их окружает плод. У голосеменных семена обычно развиваются в шишках и лежат голо на их чешуях.
Покрытосеменное растение
Цветко́вые расте́ния , покры́тосеменны́е — отдел высших растений , имеющих цветок . Эта важнейшая группа наземных растений насчитывает свыше 165 порядков , 540 семейств , более 13 000 родов и, вероятно, не менее 250 000 видов . По числу видов цветковые растения значительно превосходят все остальные группы высших растений, вместе взятые. Они составляют одну из двух групп семенных растений .
Морфологические особенности цветковых растений?
Одно из важнейших направлений эволюции растительного царства — приспособление к изменчивым условиям наземной жизни. Цветковые растения являются ярчайшим выражением этой линии и доминируют на земной поверхности в данную эпоху. От полюсов до экватора нет такого участка, где возможна растительная жизнь, но не найдено покрытосеменных.
К широчайшему географическому разнообразию прибавляется разнообразие форм и способов роста. Банальная ряска , покрывающая поверхность пруда, представляет собой крошечный зелёный побег с простым корешком, вертикально погруженным в воду, и с очень нечёткими листиками и частями стебля. Могучее лесное дерево столетия развивало свою сложную систему стволов и ветвей, покрытых бесчисленными веточками и листвой, а под землёй соответствующую площадь занимает мощная, хорошо развитая корневая система. Между этими двумя крайностями — бесконечные градации: водные и земные травы, ползучие, прямостоящие или карабкающиеся, кусты и деревья, гораздо большее разнообразие, чем в другом отделе семенных растений — Gymnospermae.
Известны многочисленные водные покрытосеменные растения, они в изобилии встречаются в долинах рек и чистых озёрах, в меньшем количестве — в солёных озёрах и морях. Однако такие водные покрытосеменные не являются примитивными формами, а возникли путём приспособления наземного предка к водной среде.
Систематическое положение.
Цветковые растения обычно рассматриваются как отдел. Так как эта систематическая категория более высокого ранга, чем семейство, есть определённая свобода в выборе названия. Статья 16 Международного Кодекса Ботанической Номенклатуры позволяет использовать как и традиционные исторические названия, так и название, образованное от рода. Официальное униноминальное название этого таксона — Magnoliophyta, от названия рода Magnolia . Но традиционно укоренились такие имена, как Angiospermae и Anthophyta (цветковые растения).
Классификация
Благодаря постоянному пересмотру взглядов на родство цветковых растений, внутренняя систематика этой группы подвергалась и подвергается изменениям. Две широко используемые, хотя и несколько устаревшие, системы цветковых растений — система Тахтаджяна и система Кронквиста , не отражают филогению таксона. Таким образом, классификация цветковых растений сейчас активно дорабатывается и исправляется.
Отдел цветковых растений традиционно подразделяется на 2 класса двудольные и однодольные . Более популярны традиционные названия этих таксонов. Происхождение этих названий вполне очевидно: двудольные имеют две семядоли в семени, тогда как у однодольных семядоля одна.
Классы двудольных и однодольных, в свою очередь, подразделяются на подклассы , которые делятся на порядки (иногда объединяемые в надпорядки ), семейства , роды и виды со всеми промежуточными категориями. Имеется целый ряд современных систем классификации цветковых растений.
Класс Двудольные В классе Двудольные описано 8 подклассов, 128 порядков, 418 семейств, приблизительно 10 000 родов и около 190 000 видов двудольных растений. Выделяют подклассы:
· Подкласс 2. Гамамелисовые (Hamamelididae)
· Подкласс 4. Диллениевые (Dilleniidae)
· Подкласс 5. Розоцветные (Rosidae)
Класс Однодольные
В класс однодольных растений включаются 5 подклассов, 37 порядков, около 120 семейств, 30 000 родов и больше 60 000 видов. Выделяют подклассы:
47.387. Царство Растения (мхи, папоротники, голосеменные)
Общая схема жизненного цикла высших растений
Отдел Моховидные
Как мы уже сказали, мхи – тупиковая ветвь в развитии растений на Земле. Они являются одними из самых примитивных растений, однако распространены достаточно широко в регионах с влажными почвами. Зачем им нужна влага? Сейчас мы ответим на этот вопрос.
У этих растений отсутствуют корни. Функцию прикрепления к субстрату и всасывания необходимых веществ выполняют ризоиды (выросты эпидермиса). Тело мхов часто (однако не всегда) разделено на стебель и листья. Ткани у мхов развиты гораздо меньше, чем у других высших растений, а ксилема и флоэма (компоненты проводящей ткани) в принципе отсутствуют.
Ниже представлено изображение одного из самых знаменитых представителей моховидных – кукушкиного льна. Цифрой 1 обозначено мужское растение, 2 – женское, под цифрой 3 скрыта коробочка, которая несет в себе споры.
Спорофит мхов представлен коробочкой на ножке, которая внедряется в ткань гаметофита (взрослого мха) и доставляет спорофиту воду и питательные вещества. Таким образом, спорофит мха полностью зависим от гаметофита и не способен к самостоятельному существованию. На спорофите образуются споры, которые способны прорастать лишь в благоприятных условиях. Из них развивается протонема (зеленая нить), которая дает начало гаметофиту.
Важно отметить, что для размножения мхам необходима вода. Их сперматозоиды переносятся к яйцеклеткам только в капельно-жидкой среде. Именно этот факт ограничивает распространение мхов (и других споровых растений) по Земле.
Экология моховидных
Моховидные - одни из первых наземных растений, мало изменившиеся за время своего существования. Они обитают во влажных местах, часто под пологом леса, а также на болотах и на полях с кислыми почвами. В настоящее время в этом отделе выделяют около 15 тысяч видов.
Они способны впитывать и удерживать большое количество влаги, и поэтому способствуют поддержанию водного режима местности. Также они часто обеспечивают условия для сохранения и прорастания спор голо- и покрытосеменных растений.
Способность мхов всасывать и удерживать в себе жидкость ранее использовалась при наложении гемостатических повязок в случае отсутствия более надежных средств.
Сфагнум – один из самых известных представителей отдела – не гниет в толще отложений, поэтому в течение многих лет участвует в формировании торфа, который широко используется в качестве топлива и источника органических удобрений.
Также из мхов выделяют некоторые химические вещества, используемые как в домашнем хозяйстве, так и в промышленности.
Папоротниковидные
Папоротниковидные – более развитые споровые растения по сравнению со мхами. Этот отдел растений возник очень давно, еще в период Девона. К настоящему виду отдел насчитывает около 12 тысяч видов. Папоротники широко распространены во влажных тропических лесах, где до сих пор встречаются их древовидные формы.
Как и мхи, папоротники чувствительны к наличию влаги в окружающей среде, так как от нее зависит их размножение и распространение.
На обратной стороне листа расположены сорусы – скопления спорангиев.
В жизненном цикле папоротников преобладает спорофит. Он представлен взрослым растением, которое мы можем видеть в лесах. Гаплоидные споры у папоротников формируются на обратной стороне листа и распространяются на большие территории при помощи ветра, из них в благоприятных условиях вырастает гаметофит – заросток. Это небольшое (обычно около полусантиметра) зеленое растение, живущее недолго и формирующее гаметы. Заросток часто имеет сердцевидную форму. Гаметофиты обычно двуполые. При слиянии гамет (в водной среде!) формируется новое растение – диплоидный спорофит, развивающийся из зиготы.
Экология папоротниковидных
Папоротники, как и мхи, способны существовать в основном только во влажной среде обитания, это ограничивает их распространение по земному шару. Однако число видов этих растений достаточно велико.
Папоротники являются важными компонентами многих растительных сообществ, особенно в тропических и субтропических лесах.
Человек использует папоротники в различных сферах: некоторые папоротники выращиваются в декоративных целях, некоторые употребляются в пищу, из отдельных видов получают экстракты лекарственных веществ.
Голосеменные
Голосеменные – потомки древних папоротниковидных, впервые возникшие около 350 млн лет назад (в конце девонского периода). Своего расцвета эта группа растений достигла в мезозойскую эру. Этот период был связан с образованием гор, поднятием материков над уровнем мирового океана и, следовательно, иссушением климата. Позже, с приходом покрытосеменных, голосеменные утратили свое господство.
Ранее в отделе выделяли 6 классов, однако 2 из них (семенные папоротники и бенннетиговые) полностью вымерли. В настоящее время класс включает в себя всего 900 видов, но, несмотря на малое разнообразие, эти виды очень широко распространены по Земле. В частности, в умеренных широтах Северного полушария они формируют огромные хвойные леса – тайгу.
Внешний вид голосеменных достаточно характерен: в основном это деревья, реже – кустарники. Листья у них имеют специфическую форму – в основном они представлены иглами, расположенными попарно и поодиночке, эти листья называются хвоей. Однако иногда встречаются и чешуевидные листья, значительно различающиеся по форме и размерам.
Важным шагом в эволюции семенных растений стало появление возможности размножаться при помощи семян, которые развиваются из семязачатков. У голосеменных семязачатки расположены открыто (голо) на семенных чешуях. Семенные чешуи обычно собраны в шишки, которые бывают мужскими и женскими. Хотим обратить ваше внимание, что хоть в шишках и происходит оплодотворение, они являются частью спорофита. Гаметофит, образующийся на семенных чешуях (из споры), настолько редуцирован, что не различим глазом. Редукция гаметофита также привела к тому, что для развития мужских гамет не нужны половые органы, поэтому антеридий (мужской половой орган) у голосеменных также редуцирован.
Перед вами строение молодой и зрелой женской шишки, а также внешний вид зрелого семени, расположенного на поверхности семенной чешуи.
На курсе нам предстоит изучить особенности цикла развития голосеменных, более сложного, чем циклы споровых растений.
Экология голосеменных
Голосеменным для размножения не нужна вода, поэтому их среда обитания более разнообразна по сравнению со споровыми растениями. Некоторые виды встречаются даже в пустынях, существуют тропические виды, но наибольшего распространения получила группа растений из класса Хвойные.
По своему значению в биосфере и в хозяйственной деятельности человека Хвойные уступают только Покрытосеменным. В настоящее время насчитывается более 500 видов хвойных растений, которые образуют леса на обширных территориях Северной Евразии и Северной Америки, также они распространены вдоль побережья Тихого океана.
Хвойные леса – среда обитания для многих животных из самых разных систематических групп. Деревья дают им пищу, защиту, являются местом для выведения и выращивания потомства. Залежи каменного угля, занимающие обширные территории Сибири, образовались в результате жизнедеятельности древних голосеменных.
Человек активно использует хвойные растения в своей хозяйственной деятельности. В частности, он заготавливает древесину, получает сырье для изготовления канифоли, скипидара, различных эфирных масел для парфюмерной промышленности, использует хвою в процессе заготовки лекарственных препаратов, в пищу идут семена некоторых хвойных – кедра, сибирской, итальянской сосен, из этих семян также делают масло. Некоторые Хвойные выращиваются как декоративные.
Такое активное использование лесов ведет к стремительному уменьшению их количества. Истреблению Хвойных также способствует строительство железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов, добыча полезных ископаемых (угля, нефти). Хвойные очень плохо переносят загазованность воздуха, копоть: многолетние хвоинки накапливают в себе ядовитые вещества, из-за чего отмирают раньше положенного им срока на 1-2 года. Также эти деревья очень чувствительны к пожарам, даже низовым (когда горит только подложка – мех, кустарники, а сами деревья не затрагиваются), так как их корневая система расположена в значительной мере поверхностно. Угнетение Хвойных растений – одна из серьезных экологических проблем современности.
Хуже всего освоена тема размножения растений и чередования поколений спорофита и гаметофита, поэтому на ней мы остановимся более подробно.
Развитие растений
Самое сложное для понимания, и в тоже время ключ для решения проблемы, заключено в представленной ниже схеме:
Основные понятия по данной теме:
Гаметофит – заросток, гаплоидное половое поколение в цикле развития растения, дающее споры. У споровых растений заростки формируются из спор, выпадающих из спорангия на почву, и живут самостоятельно, на них имеются архегонии и антеридии. Обычно эти заростки обоеполые. У семенных растений споры не выпадают из спорангиев и раздельнополые заростки развиваются внутри них. У голосеменных женский заросток – первичный эндосперм с двумя архегониями, у покрытосеменных – восьмиядерный зародышевый мешок (без архегониев). Мужской заросток у семенных растений – пыльца (не имеет антеридиев).
Оплодотворение – слияние сперматозоида (спермия) с яйцеклеткой. У споровых растений для оплодотворения нужна воды, которая переносит сперматозоиды, у семенных растений спермии (обычно их два) доставляются по пыльцевой трубке. У голосеменных в оплодотворении принимает участие один из спермиев. Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
Семя – орган размножения и расселения голосеменных и покрытосеменных. Образуется из семязачатка в результате оплодотворения. Состоит из кожуры, зародыша и запасающей ткани – эндосперма.
Семязачаток – видоизмененный мегаспорангий семенных растений, в котором происходит образование мегаспор, развитие женскоро гаметофита и оплодотворение, в результате чего образуется семя. Семязачатки голосеменных открыто лежат на чешуе шишек, у покрытосеменных – внутри завязи.
Спорофит – бесполое диплоидное поколение в цикле развития растения, которое чередуется с гаплоидным поколением – гаметофитом. Спорофит развивается из зиготы, на нем образуются спорангии со спорами. У бурых водорослей, папоротников, хвощей, плаунов спорофит и гаметофит представляют собой разные особи, при этом гаметофит микроскопически мал. У мхов оба эти поколения находятся на одной особи и гаметофитявляется листостебельным растением, а спорофит – коробочка на ножке. У голо- и покрытосеменных оба поколения также находятся на одном растении, но преобладает спорофит, а гаметофиты редуцированы и микроскопически малы.
Запомните, что споры образуются путем мейоза, а гаметы – путем митоза. Это характерно не только для растений, но и для некоторых простейших, имеющих сходство с растениями (например, для хламидомонады).
Чтобы окончательно разобраться в циклах развития растений, стоит посмотреть на следующие схемы:
Презентация на тему: " Основные отделы царства растений: -Водоросли -Мохообразные -Папоротникообразные -Голосеменные -Покрытосеменные." — Транскрипт:
1 Основные отделы царства растений: -Водоросли -Мохообразные -Папоротникообразные -Голосеменные -Покрытосеменные
2 ВОДОРОСЛИ Водорослями называют самые простые и самые древние растительные организмы. Тело водоросли состоит не из побегов и корней, как у высших растений, а из одноклеточных, нитчатых или пластинчатых слоевищ. Разнообразие водорослей огромно. Среди них есть микроскопические организмы неподвижные и подвижные, защищенные панцирем и не имеющие панциря, самых разных цветов и форм. Большинство водорослей обитатели вод, но многие способны расти и на суше, засыпая при высыхании и просыпаясь вновь при увлажнении.
3 ЗЕЛЕНЫЕ, БУРЫЕ И КРАСНЫЕ ВОДОРОСЛИ Наибольшего развития достигли представители трех групп водорослей. Это зеленые, бурые и красные водоросли. Несмотря на столь разные цвета, все они содержат хлорофилл и способны к фотосинтезу. Но кроме хлорофилла в клетках водорослей могут содержаться и другие пигменты, которые определяют их цвет. Бурые и красные водоросли обитают в морях. К красным водорослям относятся самые глубоководные растения на Земле их встречали на глубине превышающей 100 м. Зеленые водоросли живут как в морях, так и в пресных водоемах, и даже на суше.
4 ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ Некоторые зеленые водоросли состоят всего из одной или нескольких клеток. Так, например, выглядят водоросли, развивающиеся на коре деревьев.
5 Некоторые одноклеточные водоросли, как изображенная здесь эвглена, подвижны и плавают в толще воды.
6 Зеленые водоросли Пластинчатая зеленая водоросль ульва, или морской салат, обитает в морях. В жизненном цикле этой водоросли, как и у большинства других, чередуются два поколения. Одно бесполое дает споры. Из них вырастают особи полового поколения, которые дают половые клетки гаметы. После попарного слияния гамет из оплодотворенной яйцеклетки, зиготы, снова вырастает особь бесполого поколения.
8 Еще одна распространенная нитчатая водоросль кладофора. Ее нити ветвятся, а каждая клетка содержит много ядер.
10 Красные водоросли Красные водоросли очень разнообразны и порой причудливы. Некоторые красные водоросли похожи на твердые известковые наросты.
11 МОХООБРАЗНЫЕ Мохообразные настоящие наземные растения. У них впервые появляются настоящие побеги из стеблей и прикрепленных к ним листьев. А вот корней у мохообразных нет. Только тончайшие нити ризоиды прикрепляют растение к субстрату. В жизненном цикле этих растений два поколения. Листостебельные побеги (их обычно и называют мхом) это половое поколение. Бесполое поколение, спорогон, не может жить самостоятельно и паразитирует на материнской особи полового поколения. К мохообразным относятся мхи и печеночники. Жизненный цикл мха кукушкин лен.
12 Некоторые печеночники не имеют листостебельного побега. Их тело состоит из ветвящихся пластин (Маршанция).
13 Крошечные скальные мхи из рода Андреэя способны расти на совершенно обнажённом граните.
14 Болотный мох сфагнум способен накапливать и удерживать большие количества воды, что может служить причиной образования болот. У сфагнума вода запасается в особых водоносных клетках, которые занимают большую часть листа.
15 ПАПОРОТНИКИ Папоротники обычно довольно крупные растения с настоящими корнями и большими рассеченными листьями. Некоторые тропические папоротники деревья, а распространенные в нашей стране папоротники травы с подземным стеблем корневищем. Второе половое поколение у папоротников представлено крошечным заростком, который мало кому известен и живет обычно лишь несколько недель. Жизненный цикл щитовника мужского
16 Циатея огромный (более 10 м.) тропический древовидный папоротник. Высота страусника, который растет в наших лесах, не превышает 1,5 м. Некоторые листья служат только для образования спор, а некоторые только для фотосинтеза.
17 ХВОЩИ И ПЛАУНЫ Хвощи и плауны дальние родственники папоротников. Их размножение во многом очень похоже. А вот внешних различий очень много. Большинство плаунов небольшие растения с мелкими, иногда чешуевидными листьями. Хвощи на первый взгляд состоят из одних лишь членистых стебельков, которые ветвятся мутовчато. Листья очень невелики и собраны вокруг стебля в виде небольших воротничков.
18 Плаун булавовидный Плаун годичный
19 Тропические саговники –самые древние представители голосеменных. Женские шишки некоторых саговников достигают 80 см длины и 50 кг веса
20 Гинкго –листопадное дерево родом из северо – восточного Китая
21 ГОЛОСЕМЕННЫЕ Голосеменные появились на земле примерно 350 млн лет назад. Они оказались гораздо лучше приспособлены к засушливым условиям, чем папоротники. У них в жизненном цикле отсутствует наиболее уязвимая стадия свободноживущего заростка, а для оплодотворения не нужна вода. Все современные голосеменные это деревья и кустарники, редко лианы. Многие из них образуют обширные леса и распространены почти на всех материках.
22 Самые большие на Земле растения – мамонтовы деревья из горных лесов Калифорнии. Они достигают высоты более 80 м и возраста более 3500 лет
23 ЦВЕТКОВЫЕ РАСТЕНИЯ Цветковые растения самый молодой и самый разнообразный отдел растений. К нему относится более четверти миллиона видов от огромных деревьев до крошечных травянистых растений, от кактусов, до мельчайших обитателей воды рясок. Именно у этих растений появился новый орган размножения цветок, а семязачатки разместились в особой части цветка в завязи пестика. Завязь после отцветания превращается в новый орган плод. В нем и находятся созревшие семена. Еще одна особенность цветковых растений появление процесса двойного оплодотворения. Его результат формирование в семени особой запасающей ткани эндосперма. Древесина цветковых растений обычно содержит сосуды, которые позволяют проводить воду более эффективно, чем трахеиды голосеменных. Первые цветковые растения были, вероятно, деревьями. Современные цветковые растения относятся к разным жизненным формам и произрастают на всех материках планеты.
24 Плод – приспособление для распространения семян цветковых растений
25 Первые цветковые растения вероятно были деревьями с крупными одиночными цветками. Количество лепестков, тычинок и плодолистиков у них было непостоянно и велико. Сейчас подобное строение имеют, например, магнолии.
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.
Папоротниковидные – большая группа растений, объединяющая внешне разные папоротники, хвощи и плауны. Все они имеют большое сходство во внутреннем строении, развитии и размножении.(высшие споровые растения)
Внешнее строение Папоротниковидных растений
1 – придаточные корни, 2 – корневище, 3 – листья
Весенние спороносные побеги (А) и летние зелёные побеги (Б) хвоща полевого
1 – спороносный колосок, 2 – клубеньки с запасом питательных веществ, 3 – корневище, 4 – листья, 5 – мутовки боковых побегов
1 – побеги, 2 – спороносные колоски, 3 – придаточные корни
Основные характеристики отдела Папоротники
есть корневище, стебель, листья, споры созревают в спорангиях
1. Папоротники (орляк, сальвиния)
2. Хвощи (многолетние травянистые растения с длинными разветвлёнными корневищами, внешне похожи на маленькие елочки)
3. Плауны (многолетние лесные травы, которые имеют длинный ползучий стебель)
1) Залежки каменного угля (древние папоротники) – топливо, сырье для химической промышленности и т.д.
2) Производство лекарств (плауны, хвощи)
3) Употребляют в пищу (некоторые хвощи и папоротники)
4) Хвощ – сорное растение
Отдел Голосеменные - основные характеристики
Голосеменные – высшие древесные растения, древнейшие из голосеменных растений. Все голосеменные – деревья (ель, сосна, кедр, секвойя, гинкго) реже – кустарники (кедровый стланник, мож жевельник).Всего известно около 800 видов голосеменных. Из них 600 – виды класса Хвойные растения.
Семя и проросток сосны
1 – эндосперм, 2 – зародыш, 3 – семенная кожура, 4 – семядоли, 5 – главный корень
Ветка сосны с опылённой зелёной шишкой (1), зрелая шишка (2) и семена сосны (3)
Ветки сосны с мужскими (1) и женскими (2) шишками
Основные характеристики отдела Голосеменные
Древесные растения: корень, стебель (ствол), листья (у большинства – в виде игл), семена (созревают в шишках)
Размножение голосеменных (семенное):
Хвойные (сосна, лиственница, можжевельник, туя)
Гинкговые (гинкго – имеет настоящие листья)
1) Очистка атмосферного воздуха
2) Строительные и поделочные материалы
3) Искусственные волокна (капрон), канифоль и т.д.
4) Лекарственные и пищевые растения (кедровое масло)
_______________
Источник информации:
1. Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, - СПб.: 2004.
2. Биология.Растения.Бактерии.Грибы и лишайники /В.П.Викторов,А.И.Никишов. —М.:ВЛАДОС,2012.—256с.
Читайте также: