Какое размножение характерно для хвойных растений 1 спорами 2 семенами
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
В заданиях 1-6 выбрать один правильный ответ.
1. У Голосеменных отсутствуют:
а) придаточные корни, б) семена,
в) гаметофиты; г) травянистые формы.
2. Отличие семенных растений от споровых заключается в том, что:
а) развиты ткани, б) есть корни,
в) сильно уменьшен гаметофит, г) образуют гаметы.
3. Листья Хвойных приспособлены к:
а) защите, б) увеличению испарения воды, в) запасу питательных веществ,
г) уменьшению испарения воды.
4. Женские шишки Сосны обыкновенной располагаются:
а) у основания молодых побегов, б) на верхушке молодых побегов,
в) посредине побега, г) у оснований побегов с мужскими шишками.
5. Кедровые орешки - это семена:
а) кедра, б) сосны сибирской,
в) можжевельника, г) вовсе не семена, а плоды.
6. В темнохвойной тайге один из доминирующих видов:
а) сосна обыкновенная, б) берёза, в) ель, г) лиственница.
7. Выберите признаки Ели европейской:
а) хвоинки собраны в пучки по две, б) хвоинки расположены одиночно,
в) теневыносливое растение, г) требовательно к качеству почвы,
д) неприхотливо к почвам, е) светолюбивое растение.
8. Выберите процессы, характерные для размножения Сосны обыкновенной:
а) в мужских шишках образуются пыльцевые зёрна,
б) размножение с помощью спор, в) семена образуются сразу после опыления, г) семена образуются на третий год после опыления,
д) семена снаружи покрыты плодом.
Ответьте на вопросы (развёрнутый ответ)
9. Какие голосеменные растения самые древние?
10. В чём преимущество семени над спорой?
В заданиях 1-6 выбрать один правильный ответ.
1. У Голосеменных отсутствуют:
а) семена, б) плоды, в) гаметофиты; г) кустарниковые формы.
2. Шишки Голосеменных - это видоизменённые:
а) плоды, б) побеги, в) цветки, г) почки.
3. В мужских шишках хвойных образуется:
а) семязачаток, б) пыльцевые зёрна, в) семена, г) яйцеклетки.
4. Массовое опадание хвои происходит у:
а) ели, б) лиственницы, в) можжевельника, г) кипариса.
5. Отличие семенных растений от споровых заключается в том, что:
а) оплодотворение происходит без воды, б) есть стебли и корни,
в) формируются споры, г) господствует спорофит.
6. В светлохвойной тайге один из доминирующих видов:
а) пихта, б) сосна сибирская, в) ель, г) лиственница.
7. Выберите признаки только Голосеменных растений:
а) образуются плоды и цветы, б) размножение только при наличии влаги,
в) опыление с помощью ветра, г) нет травянистых форм,
д) образуются семена, е) для расселения служат споры,
ж) хорошо развит гаметофит.
8. Выберите признаки Сосны обыкновенной:
а) хвоинки расположены одиночно, б) хвоинки собраны в пучки по две,
в) теневыносливое растение, г) требовательно к качеству почвы,
д) светолюбивое растение.
Ответьте на вопросы (развёрнутый ответ)
9. Что такое фитонциды? Их значение в жизни человека?
10. Что способствует устойчивости и долголетию такой экосистемы как тайга?
В ходе видеоурока учащиеся узнают преимущества семенного размножения, сформируют представление о голосеменных как высших растениях, размножающихся с помощью семян, познакомятся со строением семени. Основная цель урока – познакомиться с жизненным циклом хвойных растений на примере сосны обыкновенной. Основные понятия урока: микроспорангий, мегаспорангий (нуцеллус), шишка, стробила, интегумент, микропиле, семяпочка, эндосперм, экзина, энтина.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Размножение представителей отдела Голосеменные"
Отдел Голосеменные относится к высшим семенным растениям.
Главная особенность семенных растений – это их размножение семенами.
Семя – это маленькое растение, имеющее все главные вегетативные органы, снабжённое запасом питательных веществ и надёжно защищённое собственной оболочкой.
Количество семян значительно меньше, чем количество спор, но большая их часть продолжает развиваться, потому что, будучи защищёнными оболочками, они способны переживать неблагоприятные условия часто довольно долго, а при наступлении необходимых перемен очень быстро прорастают и развиваются в самостоятельное растение.
У подавляющего большинства хвойных семена образуются в шишках.
У голосеменных растений семена развиваются после оплодотворения на поверхности семенных чешуй шишек (у хвойных), либо на вегетативных органах растения (у всех голосеменных, кроме хвойных).
Семя состоит из диплоидного зародыша, семенной кожуры и гаплоидного эндосперма, выполняющего функцию питания зародыша.
Сравнивая семя со спорой, нетрудно представить себе то огромное преимущество, которое обрели в ходе эволюции растительного мира голосеменные, размножающиеся не одноклеточными спорами, как их предшественники - древние папоротникообразные, а развитым и покоящимся зародышем, обеспеченным первичным питанием и хорошо защищённым мощным покровом семени.
Семя развивается из семяпочки после оплодотворения находящейся там яйцеклетки. У семенных растений осуществляется внутреннее оплодотворение, это позволяет им обойтись без воды.
С особенностями семенного размножения принято знакомиться на примере наиболее широко распространённого хвойного растения – сосны обыкновенной.
Растущая в сосновом бору сосна обычно начинает образовывать семена на 35–40-м году жизни. У стоящих поодиночке хорошо освещённых деревьев процесс размножения начинается лет на двадцать раньше.
Сосна – это разноспоровое однодомное растение, то есть микро- и мегаспоры образуются на одном растении.
Микро- и мегаспорангии образуются в шишках.
Шишки, в которых формируются микроспорангии, представляют собой стробилы – видоизменённые укороченные побеги.
Стробилы, в которых образуются микроспорангии, называют микростробилами или мужскими шишками. Они обычно располагаются в нижней части растения компактными группами – сошишиями.
Мегаспорангии находятся в женских шишках (мегастробилах), которые образуются по одной-две на верхушках удлинённых побегов сосны – ауксибластов. В отличие от мужских женские шишки обычно формируются в верхней части кроны дерева, что позволяет избежать самоопыления.
Рассмотрим строение микро- и мегаспорангиев.
Мегаспорангий голосеменных развивается внутри семязачатка и никогда его не покидает. Семязачатки лежат голо, они ничем не покрыты, что и дало название всему отделу.
Семязачаток, или семяпочка, – это образование у семенных растений, из которого (обычно после оплодотворения) развивается семя. Представляет собой женский спорангий (мегаспорангий) семенных растений.
Итак, семязачаток представляет собой мегаспорангий, окружённый покровом – интегументом. У семенных растений мегаспорангий называют нуцеллусом. Интегумент образуется из основания нуцеллуса и постепенно обрастает его снизу вверх, оставляя на верхушке отверстие – пыльцевход, или микропиле.
В центральной части семяпочки (нуцеллусе) находится мегаспороцит – это материнская диплоидная клетка мегаспор, из которой после опыления и последующего деления мейоза, образуется четыре мегаспоры.
Впоследствии три из них гибнут, а из одной мегаспоры формируется женский гаметофит. У цветковых он называется зародышевым мешком, у голосеменных его иногда называют первичным эндоспермом, так как в зрелом семени в нём запасаются питательные вещества. Снаружи семяпочка прикреплена семяножкой к плаценте.
От стебля микростробила отходят многочисленные микроспорофиллы, на нижней стороне которых образуется по два микроспорангия.
Микроспорангий – это многоклеточный орган, в котором развиваются микроспоры, или пыльцевые зёрна.
Находящиеся в микроспорангиях клетки спорогенной ткани делятся мейозом, образуя тетрады микроспор. Каждая микроспора защищена двумя оболочками: внешней (очень плотной и прочной экзиной) и внутренней (тонкой интиной). У сосны, как и у многих хвойных, экзина местами отстаёт от интины, образуя два воздушных мешка, что значительно увеличивает её поверхность и способствует переносу её ветром.
Из микроспор в микроспорангиях начинают развиваться мужские гаметофиты, которые настолько малы, что даже не выходят за пределы оболочки микроспоры.
После первого митотического деления образуются две клетки – маленькая и большая. Та, которая меньше, ещё раз делится митозом, в результате чего возникают две маленькие клетки – проталлиальные (таллом заростка), которые быстро отмирают и разрушаются. Образовавшаяся после первого деления крупная клетка тоже делится митозом, образуя небольшую – (антеридиальную) и крупную (сифоногенную)клетку, или клетку-трубку, из которой впоследствии развивается пыльцевая трубка, доставляющая мужские гаметы к яйцеклетке.
На этой стадии развития двухклеточные мужские гаметофиты называют пылинками (в совокупности – пыльцой).
В конце мая – начале июня стенки микроспорангиев лопаются и высыпающиеся пылинки уносятся ветром. Пыльцы образуется так много, что она не только попадает на женские шишки, но и покрывает все вокруг. Столь большое количество пыльцы необходимо для её гарантированного попадания в находящиеся в женских шишках семязачатки. После высыпания пыльцы из микроспорангиев мужские шишки быстро засыхают и опадают.
Как мы уже говорили, мегаспорангии находятся в женских шишках (мегастробилах), которые образуются по одной-две на верхушках удлинённых побегов сосны.
От каждого узла стебля женской шишки отходят две чешуи. Нижняя – кроющая чешуя – представляет собой видоизменённый лист, а располагающаяся в её пазухе семенная чешуя – трёхметамерный боковой побег.
У сосны кроющая и семенная чешуя срастаются, образуя так называемую простую чешую, на верхней стороне которой развиваются два семязачатка. Семязачатки ничем не защищены (лежат открыто, голо), также открыто будут лежать на чешуе и сформировавшиеся из них семена.
Как мы уже говорили, семязачаток представляет собой мегаспорангий, окружённый покровом – интегументом. У семенных растений мегаспорангий называют нуцеллусом. Интегумент образуется из основания нуцеллуса и постепенно обрастает его снизу-вверх, оставляя на верхушке отверстие – пыльцевход, или микропиле.
Во время распространения пыльцы (конец мая – начало июня) чешуи женской шишки раздвигаются. А приносимые ветром пылинки прилипают к капле клейкой жидкости, выделяющейся из микропиле.
При её подсыхании пылинки затягиваются через микропиле в пыльцевую камеру. Так происходит процесс опыления. После этого чешуи шишки смыкаются и остаются плотно сжатыми до созревания семян.
Ткани чешуй постепенно одревесневают. Обратите внимание, что при опылении в пылинках (мужских гаметофитах) ещё нет мужских гамет, а в нуцеллусе – женского гаметофита. Лишь через несколько недель после опыления одна из клеток нуцеллуса, находящаяся недалеко от микропиле, – это мегаспороцит материнская клетка мегаспор – начинает делиться мейозом, и в результате образуются четыре мегаспоры, располагающиеся вертикальным рядом.
Три верхние быстро отмирают, а из нижней начинает формироваться женский гаметофит, тело которого представлено многоклеточным бесцветным талломом. Развиваясь за счёт спорофита, он накапливает в клетках много запасных веществ, в основном масло.
Летом следующего года, через 13–14 месяцев после опыления, на талломе женского гаметофита формируются два архегония, погруженных в его ткань. Архегоний состоит из шейки, состоящей из восьми расположенных в два ряда клеток, рано исчезающей брюшной канальцевой клетки и крупной яйцеклетки.
Половой процесс проходит на второй год после опыления, во второй половине лета. Формирующаяся из сифоногенной клетки пылинки пыльцевая трубка растёт в сторону одного из архегониев. Проникшая в неё антеридиальная клетка, делясь митозом, образует базальную клетку, или клетку-ножку (рудимент ножки антеридия), и спермагенную клетку. В результате деления спермагенной клетки образуются две неподвижные (без жгутиков) мужские гаметы – спермии.
Таким образом, формирование из микроспоры мужского гаметофита и образование спермиев происходит в результате всего лишь пяти митозов.
Пыльцевая трубка доставляет спермии к архегониям. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй отмирает. Также отмирает и разрушается второй архегоний.
После первого деления зиготы митозом одна из двух образовавшихся клеток даёт начало зародышу, а из второй формируется подвесок, или суспензор. За счёт деления и сильного вытягивания клеток подвесок проталкивает формирующийся зародыш внутрь ткани женского гаметофита.
Сформировавшийся зародыш состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и 10 – 12 семядолей. Развитие зародыша стимулирует превращение семязачатка в семя.
Из интегумента семязачатка формируется быстро одревесневающая семенная кожура семени – спермодерма. Так как при формировании семени все вещества нуцеллуса расходуются на развитие запасающей ткани, то от нуцеллуса остаётся тонкая плёнка, располагающаяся под семенной кожурой. Спермодерма и тонкая плёнка – производные нуцеллуса (мегаспорангия), то есть их клетки имеют диплоидный набор хромосом.
Основная часть семени занята запасающей тканью, сформировавшейся в результате разрастания таллома женского гаметофита, – первичным эндоспермом, клетки которого гаплоидны.
Развившийся из зиготы зародыш нового (дочернего) спорофита имеет, естественно, диплоидный набор хромосом. Таким образом, в семени представлены два спорофита (материнский и дочерний) и один (женский) гаметофит.
Созревание семян происходит через полтора года после опыления. Сильно увеличившиеся к этому времени в размерах шишки становятся коричневыми. Семена из них высыпаются только в конце зимы – начале весны следующего (уже третьего) года. Именно в это время нагретые солнцем чешуи шишек раскрываются и снабжённые крылышком семена покидают шишки. Крылышко представляет собой один из трёх видоизменённых метамеров семенной чешуи. Благодаря крылышкам семена могут разноситься ветром по воздуху или по снежному насту на очень большие расстояния от материнского растения.
В дальнейшем, попав в благоприятные условия, зародыш трогается в рост и начинает прорастать. Прорастание семян хвойных всегда начинается после периода покоя.
Всходы сосны имеют своеобразный вид. Это меленькие растеньица – проростки, у которых стебелёк очень тонкий. На верхушке стебелька находится пучок лучеобразно расходящихся во все стороны тонких иголочек-семядолей. Их у сосны не одна и не две, как у цветковых растений, а гораздо больше – от 4 до 7.
Таким образом, размножение голосеменных осуществляется в два этапа: первый этап – это процесс опыления и второй – процесс оплодотворения.
6. Благодаря чему хвойные растения переносят суровые морозы?
а) Толстой коре
б) Хвоя покрыта толстой кутикулой +
в) Устьица погружена глубоко в ткань листа, что снижает испарение воды и препятствует переохлаждению +
г) На зиму сбрасывают хвою+
7. У кого не зависит оплодотворение от наличия воды?
а) мхов
б) плаунов
в) голосеменных+
г) папоротников
8. Что выделяют стволы хвойных деревьев?
а) смолу+
б) хитин
в) йод
г) агар-агар
9. Где происходит развитие семязачатка сосны?
а) хвое
б) стволе
в) женской шишке+
г) мужской шишке
10. Среди каких жизненных форм преобладают деревья и кустарники?
а) папоротников
б) голосеменных+
в) хвощей
г) мхов
11. Отметьте три правильных суждения.
Семя голосеменного растения содержит
а) зародыш+
б) споры
в) заросток
г) эндосперм+
д) прочные покровы+
е) кожицу
12.Соотнесите:
А. Осуществляет почвенное питание
Б. Обеспечивает фотосинтез
В. Укрепляет растение в почве
Г. Образует шишки
Д. Осуществляет испарение воды
Орган голосеменного растения
1. Побег
2. Корень
Ответ: 21211
13. Что содержится в семенах, кроме зародыша?
а) корень
б) стебель
в) запас воды
г) запас питательных веществ+
14. Чем покрывается игольчатая хвоя голосеменных растений снаружи?
а) хлорофиллом
б) хитином
в) кутикулой+
г) каротином
15. Правильными ли являются следующие утверждения?
А. На побегах сосны созревают только женские шишки.
Б. Семена в шишках открыто лежат на чешуях.
1) Верно только А
2) Верно только Б+
3) Верны оба суждения
4) Неверны оба суждения
16. Правильны ли данные утверждения?
А. В мужских шишках созревает пылинка, или пыльцевое зерно.
Б. У многих хвойных растений в процессе опыления участвует вода1) Верно только А+
2) Верно только Б
3) Верны оба суждения
4) Неверны оба суждения
17. Отметьте три правильных варианта суждений.
Приспособления, которые снижают испарение воды листьями, — это
а) игольчатая форма хвои+
б) плотный слой кутикулы+
в) зеленый цвет клеток
г) наличие проводящих тканей в листьях
д) небольшое число устьиц на кожице+
е) наличие хлорофилла в клетках
18. Соотнесите:
Особенность размножения
А. Размножаются спорами
Б. Размножаются семенами
В. Гаметы развиваются на заростке
Г. Пыльца образуется в шишке
Группа растений
1. Папоротники
2. Голосеменные
Ответ: 1212
19. Отметьте неправильное утверждение:
а) спора состоит из одной клетки и способна прорасти только в благоприятных условиях;
б) спора имеет ряд преимуществ перед семенем;+
в) семя состоит из множества клеток и защищено от неблагоприятных условий кожурой;
г) зародыш в семени использует накопленный запас питательных веществ.
20. Яйцеклетка у семенных растений находится:
а) в плодоножке;
б) в мужских гаметах;
в) в семязачатке;+
г) в спорангиях.
II вариант.
1. Какое растение размножается семенами?
а) мох
б) плаун
в) папоротник
г) сосна+
2. Где созревают семена ели?
а) в почках
б) на листьях
в) в шишках+
г) в плодах
3. Что такое мужские гаметы семенных растений?
а) непереносимые ветром неподвижные спермии;
б) переносимые ветром неподвижные гомозиготы;
в) непереносимые ветром неподвижные гомозиготы;
г) переносимые ветром неподвижные спермии.+
4. Определите неверное утверждение:
а) для оплодотворения семенных растений нужна капельно-жидкая среда;+
б) в жизненном цикле семенных растений преобладает бесполое поколение;
в) семенные растения имеют хорошо развитые корни, стебли и листья;
г) широкому распространению семенных растений на Земле способствовал их эволюционно-новый способ размножения.
5. Отметьте верное утверждение:
а) шишки — это укороченные стебли;
б) под чешуйками шишек формируются половые клетки, происходит оплодотворение и образуются семена;+
в) семена располагаются на чешуйках шишек в закрытом виде;
г) голосеменные растения образуют плоды.
9. Определите эру, в которую голосеменные занимали господствующее положение среди растительного мира:
а) в кайнозойскую;
б) в палеозойскую;
в) в мезозойскую;+
г) в протерозойскую.
10. Среди каких растений преобладают древесные и кустарниковые формы?
а) папоротников
б) голосеменных+
в) хвощей
г) мхов
11. Что относят к светолюбивым растениям?
а) ель
б) пихту
в) сосну+
г) щитовник
12. Правильны ли данные утверждения?
А. Органами размножения хвойных деревьев являются цветки и плоды.
Б. Клетки листьев ели вырабатывают кислород в ходе фотосинтеза.
1) верно только А
2) верно только Б+
3) верны оба суждения
4) неверны оба суждения
13. Соотнесите особенность размножения и вид растения.
Особенность размножения
А) Размножаются спорами.
Б) Размножаются семенами.
В) Спорангии располагаются на нижней стороне листьев.
Г) Орган размножения — шишка.
Вид растения
1) Папоротник кочедыжник
2) Сосна сибирская
Ответ: 1212.
14. Определите, чего нет у папоротников и голосеменных растений:
а) корни
б) стебель
в) цветки+
г) листья
15. Хвоя лиственницы это видоизменённый:
а) стебель
б) лист+
в) шишку
г) почку
16. У какого растения семена расположены на чешуйках шишек?
а) сосны+
б) мха
в) хвоща
г) папоротника
17. Сбрасывает хвою на зиму данное растение:
а) ель
б) сосна
в) пихта
г) лиственница+
18. Правильны ли данные утверждения?
А. Голосеменным растениям для осуществления фотосинтеза необходим углекислый газ.
Б. Семена хвойных растений располагаются в шишках открыто.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения+
4) неверны оба суждения
19. Соотнесите особенность жизнедеятельности и орган голосеменного растения, который её выполняет.
Особенность жизнедеятельности
А) Осуществляет почвенное питание
Б) Обеспечивает фотосинтез
В) Укрепляет растение в почве
Г) Образует шишки
Орган голосеменного растения
1) Побег
2) Корень
Ответ: 2121.
20. Выберите, что содержится в семенах, кроме зародыша?
а) корень
б) стебель
в) запас воды
г) запас питательных веществ+
Важнейшим ароморфозом в эволюции растений стало появление семенного размножения. Это произошло путём дальнейшего уменьшения доли гаплоидной стадии (гаметофита) в жизненном цикле. При этом гаметофит не существует у семенных растений как самостоятельный организм, а развивается внутри специализированных органов диплоидного спорофита. Происходящее в этих органах оплодотворение яйцеклетки даёт зиготу, развивающуюся на материнском растении в новый организм, снабжённый запасом питательных веществ и окружённый защитной оболочкой. Такая структура называется семя. В настоящее время семенные растения представлены двумя отделами: голосеменные и покрытосеменные (см. рис.).
У голосеменных семена развиваются на поверхности спорофилла (спороносного листа) и защищаются путём смыкания спорофиллов. У покрытосеменных образуется плод, внутри которого развиваются семена.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА голосеменныХ
- Возникли в позднем карбоне (около 319 млн лет назад).
- Распространены во всех широтах.
- В отличие от споровых растений, приспособлены к сухим местообитаниям, так как для оплодотворения не нужна вода.
- Размножаются семенами. Поскольку в семени имеется запас питательных веществ, этот способ размножения дает преимущество по сравнению с размножением спорами.
- В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
- Имеются многоклеточные женские половые органы — архегонии, расположенные внутри семязачатка. Мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном.
- Для голосеменных характерно наличие длительно функционирующего камбия, который формирует ксилему, или древесину, обладающую большой механической прочностью за счет лигнификации (накопления лигнина), и флоэму, или луб. Среди современных голосеменных преобладают древесные формы.
- Наличие главного корня и стержневой корневой системы также позволяет существовать крупным древесным формам.
- Жизненные формы: в основном деревья и кустарники, у отдельных групп наблюдаются специфические жизненные формы, как, например, у вельвичии удивительной.
- У подавляющего большинства голосеменных побеги нарастают моноподиально, то есть являются результатом работы одной и той же верхушечной меристемы.
Рис. Вельвичия удивительная (Гнетовые): реликтовое растение африканских пустынь
происхождение голосеменных
В конце палеозоя в ходе массового вымирания биосферы с лица Земли исчезли каменноугольные леса, образованные гигантскими плауновидными и хвощевидными. Крупные изменения в растительном мире планеты, произошедшие на рубеже палеозоя и мезозоя, привели к тому, что леса споровых растений, достигавших иногда больших размеров, отошли на второй план. Их место заняли голосеменные представители флоры, быстро распространившиеся по всей планете. Более ранние палеозойские виды растений нуждались для своего размножения в воде или хотя бы влажной среде, что серьезно затрудняло их обширное произрастание на Земле. Возникновение же семени и пыльцы позволило растениям утратить столь тесную зависимость от воды.
Бурный расцвет голосеменных растений начался в раннем триасе и продолжался до конца раннемелового периода. Среди голосеменных представителей мезозойской флоры были широко представлены саговниковые, как низкие, с короткими шарообразными или бочковидными стволами, так и высокие древовидные со стройными стволами.
1. класс хвойные
Наиболее распространённой группой голосеменных являются хвойные. Эти растения широко распространены в умеренной и субтропической зоне. Это крупные деревья (ель, сосна, кипарис, секвойя) или кустарники (можжевельник, туя). В древесине у них отсутствуют сосуды, а есть только трахеиды. Для хвойных характерно выделение смолы и наличие смоляных ходов в тканях.
Листья у них претерпели существенные изменения, превратившись в хвоинки. У них уменьшилась в ширину листовая пластинка, её края загнулись вверх, образовав в центре желобок, в котором находятся немногочисленные устьица. У хвоинки толстая восковая кутикула, в которую погружены отверстия устьиц. Всё это позволяет хвойным экономно испарять воду, что сделало их обитателями сухих субтропиков и северных лесов, где вода значительную часть года недоступна из-за низких температур. У проростков сосны хвоинки расположены спирально по одному. У взрослых растений они собраны в пучки, каждый из которых содержит строго определённое число хвоинок, специфичное для вида (от 1 до 8). Пучок хвоинок представляет собой укороченный побег.
К хвойным относятся самые высокие растения на Земле — секвойи и секвойядендроны (также веллингтония, или мамонтово дерево). Они могут достигать до 100 м высотой и 10−12 м в диаметре. Старейшая на данный момент гигантская секвойя имеет возраст 3200 лет, достоверно установленный по годовым кольцам, хотя возраст некоторых из ныне живущих деревьев оценивается в 3500 лет. Недавно считалось, что секвойядендроны могут жить и до 4−6 тыс. лет, но к настоящему времени эти сведения считаются неподтверждёнными.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ХВОЙНЫХ НА ПРИМЕРЕ СОСНЫ
Весной на молодых побегах сосны или ели образуются шишки (см. рис.).
Мужские и женские шишки у сосны образуются на одних и тех же растениях. Мужские шишки обычно располагаются на нижних ветвях, а женские — на верхних, либо они образуются на одних и тех же ветвях, но женские ближе к концам.
Мужские шишки окрашены в жёлтый цвет. На их чешуях образуются микроспорангии, в которых в результате мейоза образуются микроспоры. Каждая микроспора делится митозом, образуя две неравные клетки. Одна из них, большего размера, называется вегетативной (сифоногенной) клеткой. Она образует двойную оболочку и две воздушные камеры между оболочками, делающие пыльцевое зерно более лёгким. Вторая клетка, меньшего размера, находится внутри первой и называется генеративной клеткой. Она ещё раз делится митозом, образуя два безжгутиковых спермия. Так образуется пыльцевое зерно (см. рис.).
Красноватые женские шишки устроены более сложно. Их чешуи представляют собой целые видоизменённые укороченные побеги, где в пазухе стерильной кроющей чешуи находится семенная чешуя с двумя семязачатками на верхней стороне. Семенные чешуи впоследствии одревесневают. Чешуи расположены спирально вокруг оси шишки.
Семязачаток имеет покровы с микропиле — отверстием для проникновения пыльцевой трубки, обращённым к основанию чешуи. Внутри семязачатка находится ткань нуцеллуса, в которой материнские клетки делятся мейозом (уже после опыления). Из 4 образовавшихся гаплоидных клеток три отмирают, а одна несколько раз делится митозом и даёт начало женскому гаметофиту. На каждой чешуе формируется один гаметофит, который образует два архегония (см. рис.) У других более примитивных Хвойных могут быть десятки архегониев (у араукариевых — 25, у кипариса — до 200). Формирование женского гаметофита у сосны происходит с паузой на период покоя продолжительностью более года и завершается уже после опыления.
Для оплодотворения пыльцевое зерно должно попасть на чешую женской шишки. Это процесс называется опылением. У голосеменных пыльца переносится ветром. Опыление происходит весной. При этом пыльца прилипает к капле жидкости, выделяемой семязачатком в области микропиле. После опыления чешуи шишки смыкаются, защищая развивающийся организм (см. рис.).
Попав на женскую шишку, пыльцевое зерно прорастает, образуя пыльцевую трубку. Она растёт в направлении архегониев, и по ней перемещаются спермии. Когда пыльцевая трубка достигает архегония, её конец лопается, и спермии выходят в женский гаметофит.
В момент опыления мейоз в семязачатке еще не произошёл. Он завершается примерно через месяц после опыления, и начинается развитие женского гаметофита. Его развитие замедленное и может занимать еще 6−12 месяцев. Только примерно через 15 месяцев после опыления в женском гаметофите формируются архегонии. Теперь наконец всё готово к оплодотворению.
Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, второй погибает. Образовавшаяся зигота развивается в зародыш нового диплоидного растения. Клетки женского гаметофита, разрастаясь, образуют гаплоидный эндосперм, содержащий запас питательных веществ для прорастания семени.
Снаружи семязачаток имеет покровы из клеток материнского организма, и из этих покровов формируется оболочка семени, называемая семенной кожурой. У большинства хвойных семя снабжается крылышком, помогающем ему переноситься ветром на большое расстояние.
Когда семя созревает, шишка раскрывается и семя выпадает. Это происходит обычно к концу второго года после опыления. Шишки устроены так, что раскрываются в сухую погоду, что способствует лучшему распространению семян. В благоприятных условиях (температура, влажность) семя прорастает, образуя новое растение. У ряда хвойных шишка в процессе развития семян разрастается, становясь сочной, её чешуи полностью срастаются, и образуется так называемая шишкоягода (можжевельник).
К хвойным относится целый ряд других растений, например, тис ягодный (см. рис.), а также ель, пихта, тсуга, псевдотсуга, можжевельник и кипарис.
2. класс гинкговые
В основном это остатки древних групп голосеменных, которые господствовали на Земле в мезозойскую эру. Они пережили своих современников — динозавров, сохранившись в отдельных районах земли.
Гингко двухлопастный — единственный ныне существующий вид этого класса (см. рис.), в природе встречается только в некоторых районах Китая, однако благодаря оригинальной форме листьев широко распространён в садах и парках субтропиков. Другие представители этого рода вымерли в ледниковый период.
3. класс цикадовые, или саговники
Саговники (см. рис.) встречаются в тропических лесах, сейчас это небольшие редко встречающиеся растения, а 60 млн лет назад их предки образовывали леса по всей Земле.
По внешнему виду саговники обычно похожи на пальмы. Высота взрослых растений — от 2 до 15 м.
Ствол относительно толстый (например, у саговника поникающего его толщина может достигать одного метра при высоте растения всего три метра), одет в панцирь из оснований отмерших листьев.
Листья перистые или дважды перистые, растут пучком на верхушке ствола. Сегменты листьев этого рода имеют две отличительные особенности:
- в почке и на первых порах развития они свёрнуты улиткообразно,
- у них всегда имеется единственная неразветвлённая средняя жилка.
Растения двудомные. Стробилы мужских особей этого рода формируются подобно тому, как это происходит у других представителей отряда Саговниковидные, но у женских особей компактных стробилов не образуется. На верхушке их ствола спирально расположены яркие листовидные мегаспорофиллы (изменённые листья с мегаспорангиями).
Для гинкговых и саговников характерно наличие подвижных сперматозоидов, что считается примитивным признаком.
4. класс гнетовые
К гнетовым относятся семейства Гнетовые, Вельвичиевые и Эфедровые.
1) Гнетум — род голосеменных растений, единственный в семействе Гнетовые и в порядке Гнетовые. Состоит примерно из 40 видов деревьев и лиан, распространённых в тропических регионах по всему миру.
Самым известным из видов гнетума является Gnetum gnemon (гнетум гнемон, или мелинжо), выращиваемый в Юго-Восточной Азии ради съедобных плодов.
Гнетумы — однодомные или двудомные вечнозёленые деревянистые лианы, реже кустарники или деревья. Стебли их членистые, часто со вздутиями у узлов. В отличие от всех других голосеменных, у гнетумов есть сосуды в ксилеме.
Листья сидят супротивно на коротких черешках. Похожи на листья многих двудольных растений: большие, кожистые, эллиптические, с сетчатым жилкованием. Семена заключены в яркую красную, оранжевую или жёлтую сочную (реже пробковую) оболочку. Распространяются чаще всего птицами.
2) Эфедра — растение, распространённое в засушливых областях Евразии, Северной Африки и отдельных областей Америки. Это безлистые кустарники с зелёными ветвистыми стеблями, экстракт которых используется в медицине, так как содержит алкалоид эфедрин.
3) Вельвичия удивительная — единственный вид порядка Вельвичиевые, реликтовое растение, встречающееся исключительно в африканской пустыне Намиб. Она имеет короткий конусовидный древесный стебель и два кожистых листа, которые растут очень медленно. Вельвичия получает влагу исключительно из туманов (поэтому не встречается дальше 100 км от морского побережья), которую она поглощает через устьица. Данное растение имеет рекордное количество устьиц на единицу площади листа. Возраст вельвичии может достигать 1,5−2 тыс. лет. Вельвичия — двудомное растение, то есть мужские и женские стробилы возникают на разных экземплярах.
Поперечный срез хвоинки cосны. Видны смоляные ходы, устьица, проводящий пучок.
Читайте также: