Меню

Что относится к хвойным голосеменным растениям

Голосеменные. Хвойные растения

Презентация к уроку

Урок построен для 7-го класса коррекционной школы VIII вида по учебнику З.А.Клепениной.

Форма урока: изучение нового материала.

Цель: познакомить учащихся с особенностями строения голосеменных растений, их многообразием и значением.

  • Образовательные: формировать у учащихся представления о голосеменных растениях и их значением.
  • Коррекционно-развивающие: коррекция и развитие мыслительной деятельности (операций анализа и синтеза, выявление главной мысли, установление логических и причинно– следственных связей).
  • Воспитательные задачи: воспитывать бережное отношение к природе и защите голосеменных растений.

Оборудование: гербарный материал, шишки ели, сосны, компьютер, мультимедиа, экран.

  • Учащиеся должны знать:
  • Особенности строения голосеменных
  • Строение хвои и шишек голосеменных растений
  • Значение и многообразие голосеменных в природе и жизни человека
  • Учащиеся должны уметь:
  • Различать виды хвойных растений
  • Называть характерные признаки голосеменных растений.

Покрытосеменные

Образуют семена

Образуют семена

Развивают цветок

Не развивают цветок

Не имеют плодов

Имеют плоды

Семязачатки развиваются в завязи пестика

Семязачатки крепятся к чешуе стробилы

Опыляются ветром

Опыляются ветром, водой, животными, самостоятельно

Пыльца попадает на рыльце пестика

Нет специального органа, улавливающего пыльцу

Имеют древовидную и травянистую форму

Только древовидную

Структура урока Методы и средства обучения
I. Организационный момент.

Приветствие. Объяснение целей и задач урока, настрой детей на мотивационную и плодотворную деятельность.

II. Актуализация знаний.

Все ли растения цветут? И образуют семена?

Среди растений есть такие, которые не имеют цветков, а значит, и плодов, но образуют семена. Семена не покрыты плодом, а находятся в шишках и лежат на их чешуйках голо.

Сегодня на уроке мы с вами будем говорить именно о таких растениях, которых называют ГОЛОСЕМЕННЫМИ.

Рассказ учителя с демонстрацией гербарий.

1 слайд презентации.

III. Изучение нового материала

К голосеменным растениям относятся:

У растений этой группы есть корни, стебли, листья. Их листья имеют форму иголок, а не пластинок, как у лиственных деревьев. Листья сосны и ели называют хвоей. Поэтому голосеменные растения с такими листьями объединяют в группу хвойных.

Листья голосеменных зелёные, поэтому в них образуются органические вещества с выделением кислорода.

Хвойные растения образуют леса, которые называют тайгой. В России, особенно в Сибири, тайга занимает большие территории.

Древесина хвойных высоко ценится в строительстве, применяется для изготовления мебели, музыкальных инструментов, в кораблестроении. Она долговечна, так как пропитана смолой.

Живица – смолистая жидкость, выделяющаяся при ранении хвойных деревьев. Живица заживляет раны дерева. Исцеляет их. Отсюда и пошло ее народное название. Если живица застывает без доступа воздуха, то она превращается в янтарь. Из янтаря делают украшения, декоративную скульптуру, им отделывают помещения.

Живица используется и как лекарственное средство для лечения ревматизма, лёгких, почек, органов пищеварения.

Голосеменные растения в нашей стране представлены в основном классом Хвойные. К нему относят – 560 видов. Это известные вам ель, сосна, пихта, лиственница, кедр, можжевельник, кипарис, туя, секвойя.

Ель – теневыносливое холодостойкое дерево до 40 метров высотой. Для своего роста и развития требует много влаги. Поэтому еловые леса тёмные, влажные. Хвоинки ели короткие, жёсткие, колючие, расположены на ветке поодиночке. Ствол покрыт темно– бурой корой. Семена созревают в шишках. Шишки удлинённые, свисают с веток вниз.

Древесина ели мягкая, светло-жёлтая, легко поддаётся обработке. Её используют в строительстве, при изготовлении фанеры, бумаги, музыкальных инструментов, различных поделок и как топливо. При специальной переработке из древесины ели получают смолу, канифоль, вар, скипидар.

Сосна — светолюбивое холодостойкое дерево высотой до 40 метров. Сосна растёт в сухих местах. Может расти даже на песках. Сосновые леса всегда сухие. Поэтому в сосновых лесах нужно особенно осторожно обращаться с огнём. Хвоинки сосны длинные, расположены на стебле пучками, по две хвоинки в каждом пучке.

Стебель сосны покрыт оранжево-бурой корой. Семена созревают в шишках и лежат на их чешуйках открыто, голо. Шишки короткие, каплевидные – напоминают по форме очень крупные капли воды. На открытых, хорошо освещенных местах у сосны крона пышная, раскидистая, в лесу крона на вершине дерева.

Сосна – ценное дерево. Её древесину ценят в строительстве больше, чем древесину ели. Древесину сосны используют в кораблестроении, вагоностроении, в авиационной промышленности. Из смолы сосны получают скипидар, канифоль.

Сосна выделяет вещества, которые делают воздух целебным. Не случайно большинство санаториев и домов отдыха построено именно в сосновых лесах. Хвоя сосны содержит много витамина С.

Лиственница – очень красивое дерево. Летом ее ветки покрыты мягкими листьями-хвоинками, а осенью хвоинки опадают, как листья у берёзы, тополя и других лиственных. Поэтому она и получила такое название. Во всём другом лиственница — близкая родственница сосны и ели. Древесина лиственницы самая долговечная среди хвойных. Она настолько сильно пропитана смолой, что почти не гниёт и сохраняется сотни и даже тысячи лет. В сибирских лесах находят остатки крепостей, построенных из лиственницы 400 лет тому назад. На Алтае обнаружены древние курганы, которым несколько тысяч лет. В них найдены прекрасно сохранившиеся изделия из лиственницы.

Пихта – имеет целебную хвою с замечательным ароматом. Самое главное отличие пихты от других хвойных деревьев – это листья. Только издалека они похожи на хвоинки. На самом деле это узкие, плоские листочки. Характерный признак пихты – вертикально стоящие шишки – “свечки”. Пихта морозоустойчива. Из ветвей получают эфирное масло для производства лекарственного препарата камфары.

Кипарис – могучее дерево 30 метровой высоты, но растет кипарис очень медленно. Листья кипариса чешуйчатые, а шишки имеют вид шариков. Выращивают кипарисы в садах и парках в качестве декоративных деревьев, часто используют в качестве живой изгороди.

Источник

Голосеменные

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 — мироспорангия.

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

Семя голосеменных состоит из:

    Семенной кожуры

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).

Запас питательных веществ

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.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

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.

Источник

Голосеменные растения: примеры различных видов, строение, отличие от покрытосеменных

В процессе эволюции живые организмы вырабатывают все более сложные и разнообразные способы выживания, размножения и освоения новых территорий.

Голосеменные растения — пример подобной адаптации. Они отличаются большим многообразием, количество видов скоро перейдет тысячную отметку. Эти растения осуществили переход от размножения спорами к семенному. Более сложная морфология позволила этой группе расселиться вглубь материков.

Что такое голосеменные растения

Растительное царство подразделяется на низших и высших представителей. Последние делятся на споровые и семенные. Первые можно часто встретить в лесу (папоротник), они обращают на себя внимание большой формой и не имеют ярких цветов. Вторые — являются господствующей, самой распространенной группой среди высших растений. Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными.

Признаки

Эти растения не образуют плодов, являются наземными. Если классифицировать их по жизненным формам, то чаще это деревья.

Самые многочисленные представители — хвойные:

У большинства растений листья имеют игольчатую форму, а сверху покрыты восковой кожицей, благодаря чему получили название — хвоя. Такая форма не позволяет влаге испаряться, поэтому растения могут произрастать в неблагоприятных условиях. Хвойные образуют леса в зонах с умеренным климатом.

В качестве самостоятельного органа лист впервые появился у голосеменных. Он обладает определенными характеристиками, специфическими для этого отдела.

  • чешуйки (кипарис),
  • иголки (пихта),
  • перистый (саговник),
  • двулопастный (гинкго),
  • длинный до 8 м (вельвичия).

В целях снижения объемов испаряемой жидкости устьица глубоко погружены в ткань, сами листья покрыты кутикулой. Дерево не обновляет их ежегодно. Каждая хвоинка способна прожить от трех до пяти лет, а листья вельвичии существуют, пока живет само растение, высыхая на концах и вновь отрастая у основания.

Стебель или ствол покрыт корой, имеются четкие годичные кольца. Большинство выделяют смолу — фитонциды, губительные для бактерий. Шишки являются видоизмененными побегами.

Функции

Это группа высших семенных, следующая за папоротниками и хвощами, она предшествует покрытосеменным на пути эволюционного развития растений. Способность гамет сливаться без участия воды — важное приобретение голосеменных, которое способствовало их широкому расселению и продвижению вглубь материков.

Развитие семени внутри стробилы за счет запаса питательных веществ обеспечило его сохранность и жизнестойкость. Таким образом голосеменные демонстрируют новые, по сравнению со споровыми, механизмы выживания и расселения по суше.

Отличие от других видов

Основным отличием, по которому представители этого отдела растительного царства получили свое название, является отсутствие околоплодника.

Завязь семян развивается в пазухах чешуек шишек или шишкоягод (можжевельник). Опыление происходит с помощью ветра. Семена лежат открыто на чешуйках, после созревания высыпаются.

Происхождение

Голосеменные произошли от древних папоротниковидных, которые не имеют деления на листья и стебель как самостоятельные органы. То, что выглядит у них как лист, является веткой, которая развивается в одной плоскости, образуя пластину (вайю).

Появление голосеменных относят к девонскому периоду палеозойской эры, 350 млн лет назад. В мезозойскую эру расселение представителей этого отдела происходило наиболее активно. Начиная с середины мелового периода, лидерство переходит к покрытосеменным.

Строение

Растения этой группы представляют собой кустарники и деревья, чаще вечнозеленые. Реже встречаются лианы и виды, сбрасывающие листву. Они имеют четко выраженную, более сложную, чем у папоротниковых, структуру.

  1. Корневая система. Стержневая. Хорошо развит основной корень, имеются многочисленные боковые побеги, которые часто вступают в симбиоз с грибком мицелием и образуют микоризу, утолщения. Такие корневые шишки накапливают фосфор и другие минеральные вещества, что важно для видов, произрастающих на бедных почвах.
  2. Ствол. Имеет моноподиальное ветвление, то есть рост происходит за счет верхушечного побега.
  3. Крона. Впервые происходит разделение на лист и стебель, которые выступают в качестве самостоятельных органов. У вечнозеленых листья жесткие, игловидные, у остальных — мягкие, плоские, расположены спиралью или пучками.

Голосеменные относятся к сосудистым растениям. Слои и ткани их ствола пронизаны сосудисто-волокнистой системой. По ней полезные вещества и вода циркулируют от коры к сердцевине и обратно.

  1. Кора. Состоит из пробковой части и лубяной. Пробка формируется из отмерших клеток, предохраняет ствол от повреждений. Для осуществления газообмена имеет чечевички (бугорки с отверстиями). Луб составляют живые клетки с ситовидными трубками, по которым происходит перемещение органических веществ, и лубяные волокна, выполняющие опорную функцию.
  2. Камбий. Образовательная ткань в стеблях голосеменных и двудольных, которая формирует вторичные проводящие слои древесины и обеспечивает рост ствола. Об активности камбия можно судить по частоте и количеству колец на срезе дерева.
  3. Сердцевина с ядром. Формируется из отмирающих клеток. В молодых побегах сердцевина накапливает органические вещества, нужные для роста. С его прекращением необходимость в клетках сердцевины отпадает, они отмирают, их место заполняет воздух. На поперечном срезе хорошо просматривается ядро, оно темнее остальных слоев.

Древесина голосеменных на 90 % состоит из трахеид. Их длина составляет несколько миллиметров, а ширина исчисляется десятыми и сотыми долями миллиметра. Одревесневшая, утолщенная оболочка этих клеток содержит множество окаймленных пор, по которым циркулируют питательные вещества и вода. Формирование трахеид происходит в тканях верхушечной меристемы (ткани, отвечающей за рост) и камбия.

Трахеиды доставляют полезные вещества продольно и горизонтально. Они имеют водопроницаемые боковые стенки, через которые снабжают ближние элементы необходимыми веществами. Кроме того, клетки выполняют опорную функцию за счет утолщений стенок. Это наделяет их, при наличии большого числа пор, эластичностью и прочностью.

Для сосудистых характерно наличие паренхимы — ткани, которая также выполняет опорные функции. Из ее клеток состоят лучи сердцевины, окаймленные слоем поперечных трахеид. По ним также осуществляется транспортировка воды и полезных соединений. Зимой эти проходы выполняют функцию хранения питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности дерева.

Большинство голосеменных обладает хорошо развитой системой смоляных ходов. У многих хвойных они появляются как реакция на повреждение ствола. У араукариевых смола образуется в окаймляющих сердцевидные лучи трахеидах. Это клейкое вещество играет роль антисептика, препятствующего развитию инфекции. Различные виды семейства Сосновых дают примеры стебля голосеменных с постоянными смоляными ходами во вторичной древесине.

Отдел голосеменных подразделяют на шесть классов, два из которых вымерли (беннетитоподобные и семенные папоротники). С их изучением связаны гипотезы происхождения покрытосеменных. Оставшиеся значительно сократили количество видов.

Хвойные

Растения относятся к хвойным благодаря форме листьев-иголок. Однако это не единственный вариант. У кипарисовых и некоторых подокарповых эта часть плоская и чешуйкообразная. Агатис из араукариевых демонстрирует листовидную крону в виде широких полосок.

У большинства хвойных вечнозеленых продолжительность жизни листа может достигать от 2 до 40 лет.

Существует 5 родов этого класса, сбрасывающих зеленый покров:

  • лиственница,
  • псевдолиственница,
  • глиптостробус,
  • метасеквойя,
  • таксодиум.

Размер листовой пластины варьируется от 2 мм (чешуелистные виды) до 400 мм (сосна Энгельмана). Листва взрослого дерева может отличаться от молодой.

Особенности хвойных пород:

  1. Строение устьиц — общая характерная черта. Палеоботаники, занимающиеся их изучением, способны по фрагменту хвои точно определить видовую принадлежность растения.
  2. Представляют собой деревья с хорошо развитым основным стволом и боковыми ветками или кустарники.
  3. Имеют один главный корень.
  4. Семена развиваются в женских шишках, размеры которых варьируются от 2 до 600 мм в длину.
  5. Оплодотворение происходит не сразу. Время ожидания может составлять два года. Формирование зародыша занимает от 4 месяцев до 3 лет.

Большинство шишек представляет собой деревянистую стробилу (сосна обыкновенная). При созревании она открывается и дает возможность ветру подхватить семена, имеющие легкое крылышко, которое позволяет планировать.

У кедра и пихты чешуйки шишки не раскрываются, а разрушаются. Стробилы огнестойкой сосны способны пережить пожар и сохранять потомство на протяжении 60–80 лет. Шишки тисовых, подокарповых и можжевельника похожи на плод. Они отличаются яркой окраской, сладким мясистым покровом, что привлекает к себе птиц, которые разносят съеденные вместе с мякотью семена на большие расстояния.

В настоящее время в дикой природе насчитывается более 600 видов хвойных, произрастающих во всех частях света.

Саговниковидные

Произошли от семенных папоротников более 280 млн лет назад, в ранний пермский период. Внешне напоминают пальму. Распространены в субтропической и тропической зонах. Ствол не ветвится, покрыт остатками листовых черенков.

  • колоновидный,
  • в форме корнеплода (каудекс).

В древесине мало водопроводящей ткани, ксилемы. Но под воздействием неблагоприятных условий она может формировать дополнительные дуги. Камбий осуществляет свои функции непродолжительное время. Сквозь рыхлую сердцевину проходят слизистые каналы.

Ствол может достигать 20 м в высоту, но чаще скрыт в земле. Его венчает крона из жестких перистых листьев, которые покрыты слоем воска и напоминают вайи папоротника. В год их отрастает по 3–4. Листья живут 5–8 лет. Помимо них, у Саговников могут вырастать другие — жесткие в виде чешуи, выполняющие защитную функцию.

Стержневая корневая система впервые появилась у этих растений. Боковые отростки способны заменять главный ствол, если он поврежден. Саговниковидные отличаются присутствием на поверхности земли коралловидных корней и микоризы, которые накапливают азот и фосфор, чтобы поддерживать жизнедеятельность растения.

Это двудомные растения. Мужские микростробилы вырастают до 80 см. Мегастробилы (плодолистики) впервые появляются через 5–7 лет и не являются шишкой в привычном представлении. Покрытые бурым войлоком, они располагаются кругами на конце стебля и заменяют обычные листья.

Оплодотворение продолжается около полугода. Первые семена появились у растений этого класса. Они созревают в течение двух лет и напоминают костянку, поскольку имеют мясистый слой семенной кожуры и твердый внутренний, в котором развивается зародыш. После оплодотворения за кольцом из плодолистиков начинают расти обычные листья.

Класс Саговниковидные подразделяется на два семейства:

  1. Замиевые.
  2. Саговниковые, которые состоят из одного рода Саговник.

Саговниковые, или цикадовые, насчитывают 305 видов. Чаще всего они встречаются в Южной Африке, Центральной Америке и Мексике.

Гинкговидные

Предположительно произошли от семенных папоротников. Расцвет Гинкговых пришелся на мезозойскую эру. Для полярных лесов Сибири в то время они были привычным явлением, о чем свидетельствуют ископаемые окаменелости.

Около 100 млн лет назад большинство родов этого класса исчезает, и со второй половины мелового периода остается только один — реликтовый Гинкго Билоба. В настоящее время в дикой природе его можно встретить только в восточном Китае, Корее и Японии. В Европу и Северную Америку эти растения завезли в начале 18 века.

Гинкго двулопастный вырастает до 30 м в высоту. Молодые деревья имеют пирамидальную крону, которая с возрастом разрастается за счет боковых веток, отходящих от ствола под прямым углом. В отличие от большинства хвойных, это дерево не вырабатывает смолу.

Лист Гинкговых выделяется своей веерообразной формой. Он представляет собой кожистую пластину, пронизанную множеством прожилок, это придает ему сходство с некоторыми видами папоротников. Пластина имеет в середине вырез, делящий ее на две симметричные половинки. Это листопадное растение. К осени крона становится золотисто-желтой и затем опадает. У молодых деревьев вырезов на листе больше, что наблюдалось у вымерших представителей этого класса.

Гинкго — двудомное растение. Его микроспорофиллы собраны в небольшие шишки и представляют собой тонкую ножку с пыльцевым мешочком на конце. Женские стробилы имеют вытянутую ось с двумя семязачатками на верхушке. После оплодотворения в семени развивается только один из них. Семена вырастает до 3 см, покрыты мясистой оболочкой.

Впервые шишки появляются, когда дерево достигает возраста 25–30 лет. Опыление осуществляется ветром. Отсутствие воздушных мешков у пыльцевых зерен усложнило этот процесс, и, предположительно, стало причиной вымирания остальных видов. Это деревья-долгожители. Возраст некоторых превышает 1000 лет.

Гнетовидные

Близки к Саговникам, но имеют ряд особенностей строения репродуктивных органов, которые сближают их с цветковыми растениями. В отряд входит единственный класс — Гнетовые или Оболочкосеменные.

Он включает три рода:

  1. Вельвичия. Имеет интересный облик. Единственным представителем является Вельвичия удивительная. Ее полый ствол напоминает перевернутый конус и почти полностью скрыт в песке. Он может составлять в диаметре больше метра. От верхушки отходят противоположно размещенные листья, которые растут на протяжении всей жизни растения, достигая в длину 8, а в ширину 2 метров. Произрастает в пустынях Намибии и Анголы на юге Африки.
  2. Гнетум. Включает 41 вид. Внешне напоминает покрытосеменные растения. Принимает форму кустарника, дерева, лианы. Растет в тропических лесах Центральной Америки, Африки, Юго-Восточной Азии и Океании.
  3. Хвойник (Эфедра). К этому роду относится 70 видов, местом обитания которых служат земли Северной и Южной Америки, Средиземноморья, почти вся Азия. Может выглядеть как кустарник, реже — дерево. Чешуевидные листья делают эфедру похожей на хвойные.

Несмотря на внешние различия, у всех трех родов присутствуют характерные для Гнетовидных особенности.

  1. Сосуды во вторичной древесине.
  2. Отсутствие смоляных ходов.
  3. Супротивные листья.
  4. Стробилы собраны в дихазиальные ветвления, напоминающие соцветия.
  5. Вокруг стробил образуется покров, похожий на венчик цветка.
  6. Наличие признаков того, что в прошлом стробилы были обоеполыми.

По мнению некоторых ученых, древние Гнетовидные могли быть связующим звеном между голо- и покрытосеменными. Однако факты, подтверждающие эту гипотезу, пока не обнаружены.

Размножение

Все голосеменные представляют собой разноспоровые растения. Их способ опыления существенно отличается от того же процесса у покрытосеменных. Он имеет значительную протяженность во времени и две фазы. Так, жизненный цикл сосны в среднем составляет три года и череду двух поколений.

Фазы развития сосны обыкновенной:

  1. Спорофит (неполовое поколение). Диплоидная (двойной набор хромосом) многоклеточная фаза, развивается из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) и создает споры .
  2. Гаметофит (половое). Гаплоидная (содержит одинарный хромосомный набор) многоклеточная фаза, которая развивается из спор и производит половые клетки .

Взрослые представители являются спорофитами. Они генерируют микро- или мегаспоры (мужские или женские) в семяпочках.

Женская находится в мегаспорангии, который защищен специальным покровом, интегументом, и образует семязачаток. Здесь из нее развивается гаметофит, производящий половые репродуктивные клетки.

Семязачаток развивается на мегаспорофиллах, а микроспорангии — на микроспорофиллах. И те, и другие у хвойных собраны в стробилы. Мужская шишка яркого цвета имеет укороченную ось и небольшие микроспорофиллы. Они развиваются из видоизмененных укороченных побегов в пазухах чешуек. Микроспоры содержат две воздушные клетки, помогающие ветру доставить их на женские стробилы весной.

Шишки красного цвета — женские. Они появляются на удлиненных побегах. На основной оси мегастробил развивается кроющая чешуя и семенная, содержащая семязачатки. Мегаспоры не покидают шишки, а прорастают в спорангиях, образуя заросток с двумя архегониями (женский орган, в котором развиваются яйцеклетки). На данном этапе начинается гаплоидная многоклеточная фаза. Мужской гаметофит — это пыльца, из которой образуются спермии.

Продолжительность жизненного цикла

Ранней весной ветер разносит пыльцевые зерна открывшихся микростробил. После попадания пыльцы на семязачаток, шишка закрывается, чешуйки плотно склеиваются смолой. Оплодотворение происходит через год после образования гамет, которые созревают в шишках до того времени, когда зигота (оплодотворенная яйцеклетка) разовьется в зародыш, а семязачаток — в семя.

Яйцеклетка не покидает спорангия на протяжении обеих фаз. Гаметофит развивается внутри стробилы. Зародыш имеет зачаточные побег и корень, вокруг него накапливаются питательные вещества и оболочка.

Через три года мегастробила становится коричневой, раскрывает чешуйки и дает возможность созревшим семенам покинуть свое убежище. Попав в благоприятную почву, они дадут начало новому спорофиту.

Эволюция видов

В эволюционной цепи развития голосеменные занимают промежуточное место между папоротниками и покрытосеменными. Этот отдел отличается более сложными и жизнеспособными вегетативными органами. Генеративные процессы значительно ускорились и перестали зависеть от наличия воды.

Заросток получил защиту в виде материнской шишки и запас питательных веществ, что позволило голосеменным достаточно быстро и широко распространиться по суше. Однако, по сравнению с покрытосеменными, две фазы их развития являются слишком длительным процессом, а вегетативные способности несовершенными. Тем не менее это важное связующее звено в истории растительного царства.

Значение в экологии

Голосеменные растения играют существенную роль в образовании почвы и кислорода. Хвойные вырабатывают особые вещества с антибактериальным действием — фитонциды. Тайгу, обширный лес в северном полушарии Евразии, называют легкими планеты.

Хвойники удерживают снега и тем самым обеспечивают влагой почву. Они предоставляют лесным обитателям пищу и кров. Так, клюв клеста приобрел форму, удобную для расщепления семян ели и других хвойных. Жизнь птицы, периоды ее гнездования полностью зависят от присутствия этих деревьев в экосистеме.

В жизнедеятельности человека больше всего востребованы хвойные породы деревьев. Их применяют в деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности. В химической отрасли используют смолы. В медицинских целях применяют шишки можжевельника, из семян кедра изготавливают масло.

Вопрос 1. На схеме дан жизненный цикл сосны. Соотнесите правильно его этапы:

  1. Взрослый спорофит.
  2. Женская шишка.
  3. Микроспорофилл.
  4. Мужской гаметофит (микроспора).
  5. Мужская шишка.
  6. Семя.
  7. Молодой спорофит.
  8. Закрытая женская шишка.
  9. Женский гаметофит (заросток).
  10. Открытая женская шишка.
  1. Взрослый спорофит.
  2. Мужская шишка.
  3. Микроспорофилл.
  4. Мужской гаметофит (микроспора).
  5. Женская шишка.
  6. Женский гаметофит (заросток).
  7. Закрытая женская шишка.
  8. Открытая женская шишка.
  9. Семя.
  10. Молодой спорофит.

Вопрос 2. Как происходит опыление хвойных:

Вопрос 3. Что представляет собой лист Гинкго:

  1. Хвоя.
  2. Чешуйки.
  3. Двулопастная кожистая пластина.
  4. Вайя.

Вопрос 4. Что такое жизненный цикл голосеменных:

  1. Период развития заростка.
  2. Смена фаз спорофита и гаметофита.
  3. Образование заростка.
  4. 10 лет жизни.

Вопрос 5. Укажите, какие пункты в таблице перепутаны:

Голосеменные

Видео

Посмотрите урок, который посвящен изучению голосеменных на примере жизненного цикла сосны.

Источник

Читайте также:  Перечислите основные функции стебля растения 6 класс