Голосеменные растения — материалы для подготовки к ЕГЭ по Биологии

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

В нашем представлении термин “голосеменные” ассоциируется с хвойными — ёлками и соснами, без которых мы не представляем празднование Нового Года.

Но это далеко не все представители этого отдела!

Видите, только у одного класса листья — иголки, и не у всех есть шишки.

Основной признак, по которому растения относят к отделу голосеменные — это отсутствие плода — семена “голые”.

Семязачатки тоже располагаются открыто — на внутренней стороне листьев или в шишке, завязи как таковой нет.

Предками голосеменных считают папоротники, но последние генетические исследования говорят о том, что, возможно, был какой-то другой предок.

Строение голосеменных растений.

Среди них много деревьев, мало кустарников, очень немного — лиан, травянистые формы вообще отсутствуют.

Вегетативные органы:

Корневая система: в основном, стержневая. С ярко выраженным центральным корнем, уходящим глубоко в землю.

Листья: у многих форм листья — иголки — площадь для фотосинтеза уменьшена, но зато процесс идет круглый год (отсюда и название — вечнозеленые).

Ствол:
— у древовидных и кустарниковых хорошо развит внешний эпидермис — слой пробки утолщен;
— Ксилема — ткань, поднимающая воду от корней к листьям, представлена трахеидами.

Генеративные органы:

Шишки — бывают мужские и женские, соответственно, растения бывают однодомные (есть отдельно растение с женскими шишками, отдельное растение — с мужскими) и двудомные (“2 в 1”).
Опыление — ветром.

Семя: зародыш, кожура и эндосперм. Обратите внимание: эндосперм голосеменных, в отличие от покрытосеменных галоидный, т. е. содержит одинарный (1n) набор хромосом

Семена распространяются птицами, белками и другими грызунами.

На экзамене могут попасться вопросы по названиям разных видов голосеменных растений. Давайте перечислим несколько самых часто встречающихся:

● Гинкго
● Хвойник
● Вельвичия
● Саговник
● Ель
● Пихта
● Лиственница
● Сосна
● Кипарис
● Можжевельник

Урок «Отдел Голосеменные растения». 6 класс

Тема урока: Отдел Голосеменные растения.
Цель: создать условия для формирования понятий о голосеменных растениях, их многообразии, особенностях строения, значении в природе и жизни человека.
Задачи:—          дать знания об особенностях голосеменных растений, их месте в царстве Растений, многообразии и роли в природе.-          способствовать развитию умений самостоятельной работы с текстом, умений работы в парах, умений сравнивать, обобщать, делать выводы.-          способствовать формированию бережного отношения к природе.

Ход урока:
I.                   Организационный момент.
Доброе утро! Садитесь. Сегодня на уроке мы продолжим изучать  разнообразие царства Растений, повторим известные уже факты и познакомимся с новым отделом растений.
II.                Актуализация знаний.
У вас на столах лежат карточки, возьмите лист с надписью «Индивидуальная карточка», найдите задание № 1, это мини-тест «Что мы знаем о растениях». В первой колонке даны утверждения, вы должны их внимательно прочитать и, если вы с утверждением согласны, во второй колонке написать «да», если не согласны – «нет». На выполнение задания 2 минуты, работать будем по песочным часам.
Мини-тест «Что мы знаем о растениях?»
1. Растения делятся на низшие и высшие.
2. Низшие – это растения, не имеющие деления на органы.3. К низшим растениям относятся папоротники и мхи.4. Растения размножаются спорами, семенами, частями тела. 5. К споровым растениям относятся  дуб, береза, яблоня.6. Семенные растения делятся на два отдела: Голосеменные и Покрытосеменные.
2 минуты истекли. Пожалуйста, по слайду проверьте сами себя, карандашом исправьте ошибки в своей работе. (Проверка по слайдам в парах)Поднимите руки те, кто справился с работой без ошибок? Молодцы. Значит, вы хорошо усвоили предыдущий материал.

Еще раз, чтобы хорошо вспомнить материал, проговорим основные моменты, опираясь на слайды. (Работа со схемами на слайдах). По какому признаку делят все растения на низшие и высшие? Приведите примеры низших растений? Из чего у них состоит тело? Приведите примеры высших растений. Из чего у них состоит тело?Какие способы размножения растений вам известны? Как вы думаете, семена служат только для размножения или могут выполнять и другие функции?

III.             Изучение нового материала.
Посмотрите, на слайде изображена известная картина одного русского художника. Кто знает, как называется картина и кто ее автор?(И.И.Шишкин «Корабельная роща»)Какие деревья изображены на картине? (сосны). Относятся ли они к числу споровых растений? (нет)Как размножаются такие растения? (семенами)Где находятся семена у сосны? (в шишках)
Посмотрите, у меня есть яблоко, можем мы сейчас увидеть его семена? (нет). Что нужно сделать, чтобы семена рассмотреть? (разрезать). То есть семена яблони спрятаны внутри плода, они со всех сторон защищены мягкой тканью. А вот семена в шишках сосны или лиственницы, как только созреют, сразу высыпаются, потому что они открыто лежат на чешуях шишек. Рассмотрите шишки, которые лежат на столах, их чешуйки открыты, семена уже высыпались.

Скажите, к какому отделу на основании данного признака можно отнести растения? (к голосеменным растениям)
Значит, темой нашего урока сегодня станут голосеменные растения. Запишите в тетрадь число, тему урока (слайд).  (пояснить цели урока).
Голосеменные растения возникли на нашей планете очень давно, примерно 370 млн лет назад, их расцвет пришелся на мезозойскую эру, когда именно голосеменные составляли основу растительного покрова Земли. (слайд) К отделу голосеменные относятся 6 классов, 2 из них полностью вымерли в то же время, что и динозавры, а 4 класса существуют сейчас и мы с ними познакомимся. (слайд)В нашем учебнике описаны растения только самого распространенного класса – хвойные. Но и остальные представители голосеменных заслуживают внимания, поэтому ребята получили опережающее задание и подготовили небольшие сообщения о малочисленных классах голосеменных растений.Наташа расскажет о саговниках.Кирилл о гнетовыхДима – о гинкговых
Большинство современных видов голосеменных растений относятся к классу Хвойных, который насчитывает 560 видов растений. Все они объединены особенностью строения своих листьев. В чем заключается эта особенность? (листья видоизмены в иголки) (слайд) Посмотрите, на столах лежат образцы хвои ели и сосны. Иголки упругие, жесткие, с плотной кожурой, которая позволяет таким листьям выживать в суровые зимы. Большинство хвойных растений вечнозеленые, то есть их листья не опадают осенью. Но в хвоинках накапливаются вредные вещества, поэтому через 2-7 лет листья будут меняться, но не все сразу, а постепенно.
Сейчас вы самостоятельно выполните работу по выделению основных признаков самых распространенных в нашей стране представителей голосеменных растений – сосны и ели. Эти растения прекрасно вам известны. У вас имеются карточки, которые необходимо заполнить, используя текст учебника на стр. 75, 76. I  вариант заполняет колонку о признаках сосны, а II – о признаках ели. Затем вы сможете поделиться полученным результатом. На выполнение работы  — 6 минут. (слайды)

Все, время выполнения работы закончилось. Нужно проверить, как же вы справились с заданием. Напомню, что первый вариант изучал признаки сосны, а второй — ели. Поэтому вам присваиваются условные названия «сосенки» и «елочки». Скажите, мы слышим, как растут деревья в лесу?  Сейчас в нашем классе так же тихо будут вырастать сосновые и еловые леса. Как только вы услышите признак, характерный для сосны, быстро и тихо вырастает сосновый лес. Все, кто сидит на первом варианте должны быстро встать, замереть на секундочку и сесть. Услышав признак ели, встает и садится второй вариант. Понятно задание? Начинаем.

  1. Светолюбивые деревья.
  2. Нетребовательны к почвам.
  3. Теневыносливые.
  4. Крона развивается только на вершине ствола.
  5. Требуют плодородных, хорошо увлажненных почв.
  6. Крона дерева пирамидальная.
  7. Хвоинки длинные, собранные в пучки по 2-5.
  8. Хвоинки короткие, одиночные.
  9. Хвоя живет до 5-7 лет.
  10. Хвоя живет 2-3 года.


Молодцы, теперь по слайду проверьте себя, насколько вы правильно заполнили свою колонку в таблице.
В ваших индивидуальных карточках есть задание № 2. Это небольшой тест «Сравнение признаков сосны и ели». На выполнение теста у вас 4 минуты.

1.      Хорошо растет на песках, скалах и даже на болотах.2.      Требует хорошо удобренных почв.3.      Используется при засаживании лесом оврагов, песков, горных склонов, дюн.4.      Корневая система стержневая, разветвленная, глубоко идущая в землю.5.      Хорошо развиваются боковые корни, корневая система расположена поверхностно.6.      Хорошо противостоит ветрам.7.      Плохо противостоит ветрам.8.      На солнце растет быстрее, чем в тени.9.      Крона только в верхней освещенной части.10.  В тени стебель сплошь покрыт ветвями с густой хвоей.11.  Деревья образуют лес с толстым ковром бархатно-мягких зеленых мхов.12.  Образуют светлые леса с подлеском.
Проверка по слайду, в парах (слайд)

Есть еще одно удивительное дерево из голосеменных, которое растет в нашей стране и еще при царе Иване Грозном его семена вывозились за границу. Об этом удивительном дереве расскажет Сергей.(краткое сообщение ученика)
Итак, вы многое узнали о голосеменных растениях, попробуем сделать выводы о том, какие же признаки характерны для  всех голосеменных растений.
1. Вечнозеленые, реже листопадные деревья, кустарники, лианы.2. Имеют стебель, корень, листья.3. Размножаются семенами.4. Семена открыто лежат на поверхности чешуи шишек.5. Листья большинства видоизменены в хвою, у некоторых представителей листья чешуйчатые.
IV.             Закрепление изученного материала.
Голосеменные растения растут и у нас в Кронштадте. Вы их видели, но обращали ли внимание? Давайте проверим вашу наблюдательность и знание родного города.

  1. какое из изученных на уроке голосеменных растений не растет в Кронштадте? Подсказка на слайде.  (слайд)
  2. как называется и где растет в нашем городе это дерево? (слайд)
  3. как называются и где растут эти деревья? (слайд)
  4. очень сложный вопрос. Это голосеменное растение не входит в школьную программу, но очень широко используется для украшения городов. Растет оно и в нашем городе. Кто знает, как называется это растение? (слайд)


Молодцы!  Вы хорошо знаете свой город и растения, которые в нем растут.

           V. Рефлексия.
Для того, чтобы полученные на уроке знания не остались невостребованными, давайте решим несколько творческих задач. В ваших карточках есть творческий вопрос, прочитайте его, посовещайтесь друг с другом и сформулируйте ответ.
Проверка нескольких ответов.1.      Замечено, что во время бури ветер ломает сосны, а ели выкорчевывает с корнем. Как это можно объяснить?2.      У сосен, растущих в лесу, отмирают нижние ветки, а у елей они сохраняются всю жизнь. Чем это можно объяснить?3.      В промышленных городах хвойные деревья гибнут гораздо быстрее, чем лиственные. Чем это можно объяснить?4.      Сосну часто используют для закрепления почвы и песка на склонах гор, дюн.

Ель для этой цели не годится. Почему?5.      Ель очень чувствительна к низовым пожарам, когда горят мох, трава, хвоя. Почему?
Д/з: параграф 16, закончить работу по карточке «Самостоятельная работа». По желанию – сообщение  «Лечебные свойства хвойных растений», «Янтарь – солнечный камень»

Голосеменные растения




Мир растений очень разнообразен. Вы уже познакомились со споровыми растениями, которые размножаются спорами. Теперь перейдем к изучению семенных растений. Размножаются семенные растения с помощью семян, которые являются многоклеточными образованиями, в то время как споры состоят из одной клетки. В семенах содержится много запасных питательных веществ и многоклеточный зародыш. Семена способствуют распространению растений на Земле.

Семенные растения подразделяются на голосеменные (размножаются семенами, но плодов не образуют) и покрытосеменные (семена расположены внутри плода). Свое название голосеменные получили потому, что семена у них образуются не в завязи (цветков и плодов у них нет), а в семяпочках, лежащих на чешуйках шишек (рис. 2). На Земле насчитывается около 600 видов голосеменных растений (рис.1).

Рис.1 Классы голосеменных растений

Особенности строения голосеменных. Размножение семенами является их основным отличием от споровых. Голосеменные растения представлены в основном деревьями и кустарниками, редко — лианы. Травянистых форм нет. Большинство голосеменных растений являются вечнозелеными (покрыты листьями в течение всего года), реже — листопадными (лиственница, гинкго). Основным ныне существующим классом в отделе голосеменных является класс хвойные. Типичные представители класса хвойных: сосна, ель, пихта, можжевельник, лиственница, кипарис и др. Всего их 560 видов. Игловидные листья хвойных растений называют  хвоей. Хвоя сохраняется на побегах от 2 до 7 лет. Многие хвойные долговечны, живут сотни лет.

У некоторых листопадных видов (лиственница) хвоя имеет большую площадь и располагается группами. Хвоя секвойи широкая, имеет форму ланцета. У туи довольно широкие чешуйчатые листья. Кедр похож на ель, но его игольчатые листья мелкие, незаостренные, поэтому они не колются. У сосны обыкновенной тонкие заостренные хвоинки располагаются попарно на очень коротких побегах.

Одной из особенностей хвойных растений является то, что в коре, а также в сердцевине ствола у них имеются смоляные канальцы. Клетки и межклеточные пространства коры и сердцевины заполнены смолой и эфирными маслами.

Происхождение голосеменных растений.Голосеменные растения образовались в те далекие времена (около 300 млн. лет назад), когда Земля была покрыта лесами из гигантских папоротников и других споровых растений. В то время образовалась группа папоротников, которые смогли образовывать не только споры, но и семена. Их так и называли семенные папоротники. Сейчас эти растения полностью вымерли. Именно они были предками всех голосеменных.

Сосна обыкновенная — однодомное растение. (Вспомните, что означает этот термин.) Она светолюбива — хорошо растет на освещенных солнцем местах. В лесах сосны растут высокими и стройными, а на открытой местности и в степи у них ствол потолще и высота меньше. Сильно разветвленная корневая система уходит на большую глубину.


Рассмотрим процесс образования семян у сосны. Весной на ее молодых ветках появляются маленькие шишки (рис. 2). Мужские шишки — зеленовато-желтого цвета — собраны тесными грушами у оснований молодых побегов. На чешуях мужских шишек развиваются по два пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца. Красноватые женские шишки расположены одиночно на концах молодых веток тех же деревьев. На чешуйках красноватых шишек развиваются семязачатки, по два на каждой чешуйке.

Рис.2 Ветка сосны обыкновенной с шишками

При разрыве оболочки пыльцевых мешочков созревшая пыльца высыпается, и ее подхватывает ветер. Опыление производят те пылинки, которые попадают па пыльцевходы семязачатков. После опыления семязачатков чешуйки красноватых шишек смыкаются и склеиваются смолой. В пылинках образуются мужские гаметы, а в семязачатках — женские. Оплодотворение происходит в семязачатках. Из зиготы развивается зародыш, из всего семязачатка — семя, после чего размер женских шишек увеличивается, они растут и древеснеют. Сначала они бывают неявными, затем коричневыми. Семена у сосны созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек — через два года. Они легко разносятся ветром, потому что оснащены пленчатыми крылышками (рис.3).

Рис.3 Размножение сосны

Зеравшанский можжевельник, или арча, — хвойное вечнозеленое дерево высотой 10-12 м с толстым стволом (рис.4). В Казахстане встречается на юге Каратау и в Таласском Алатау. Арча страдает от пожаров, схода снежных лавин, выпаса скота, в связи с чем занесена в Красную книгу Казахстана. Лучшие арчовые леса охраняются в заповеднике Аксу-Жабагылы. Растет арча очень медленно и в природе живет до 1000 лет.

Рис.4 Можжевельник (арча)

Шишки можжевельника обыкновенного мягкие, шарообразные и похожи на ягоды. Поэтому их называют шишкоягодами. От темно-синего или темно-красного цвета. Мякоть их сладкая и ароматная. Используются в медицине, кулинарии и парфюмерии.

Эфедра (хвойник) тоже относится к голосеменным растениям. По внешнему виду это безлистное растение похоже па хвощ. Достигает высоты 15-40 см. Листья видоизменены в мелкие чешуйки. Фотосинтезируют молодые побеги. Эфедра обладает лечебными свойствами, применяется в медицине.

Стланиковая форма ели Шренка относится к двудомным. Это голосеменной кустарник, является очень медленно растущим горным растением. Ель растет, наклоняясь к земле, поэтому ее называют стелющейся. Толщина основного ствола до 15 см, высота достигает 10 м. Хвоя ели Шренка четырехгранная. Семена не успевают развиваться, поэтому эта ель размножается вегетативным способом. В природе живет до 300 лет.


Значение голосеменных растении. Большинство голосеменных — хвойные растения. Их хорошо развитая, мощная корневая система предотвращает эрозию почв, не допуская смыва ливневыми дождями и сноса ветром плодород­ного слоя. Хвойные имеют огромное значение как лесообразующие породы. Растущие в лесах ели, сосны, лиственницы, кедры поглощают из воздуха углекислый газ и обогащают его кислородом. Вместе с другими растениями регулируют круговорот воды в природе, образуют органические вещества. Отдых в сосновых или арчовых лесах благотворно влияет на здоровье лю­дей. Ведь хвойные выделяют особые летучие антибактериальные вещества — фитонциды, которые убивают или подавляют рост и развитие других ор­ганизмов, главным образом — микробов. Ценнейшая древесина хвойных используется в строительстве и служит сырьем для многих отраслей про­мышленности. Из нее изготавливают бумагу и музыкальные инструменты, получают смолу, дёготь, скипидар, канифоль, древесный уксус, витамин С и мн. др. Семена хвойных употребляют в пищу, получают из них масло.

Отдел голосеменных растений объединяет около 600 видов расте­ний. В отличие от споровых они размножаются семенами. У них не бывает цветков и плодов. Семена располагаются открыто. Большинство голосеменных — хвойные, чаще высокие деревья, редко — кустарники.

В основном голосеменные — вечнозеленые растения, реже листопад­ные. Их игольчатые листья называют хвоей. У всех хвойных образуется смола. Их шишки бывают мужскими и женскими.

Самое крупное семейство — сосновые. Оно объединяет кроме сосен ель, пихту, кедр, лиственницу и др.

Хвойные имеют огромное значение как лесообразующие породы. Их ценнейшая древесина широко используется, в связи с чем хвойные леса хищнически вырубаются, а восстанавливаются они очень долго. Особенно медленно растет арча. В Казахстане она охраняется в заповеднике Аксу-Жабагылы.

Биологический русско-английский глоссарий

Сосна — pine |paɪn|
Ель — spruce |spruːs|
Пихта — fir |fɜː|
Можжевельник — juniper |ˈdʒuːnɪpə|
Лиственница — larch |lɑːtʃ|
Кипарис — cypress |ˈsʌɪprəs|
Шишка -cone |kəʊn|
Семя — seed |siːd|

Тест на тему: «Голосеменные растения»

Лимит времени: 0

0 из 15 заданий окончено

Вопросы:

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15

Информация

Проверочное тестовое задание включает в себя вопросы с одним и несколькими правильными ответами

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Правильных ответов: 0 из 15

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали 0 из 0 баллов (0)

Средний результат

 

 
Ваш результат

 

 
Рубрики
  1. Нет рубрики 0%
  2. Ботаника 0%
максимум из 22 баллов
Место Имя Записано Баллы Результат
Таблица загружается
Нет данных
Ваш результат был записан в таблицу лидеров
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  1. С ответом
  2. С отметкой о просмотре




Источники:

Биология, 6 класс; Р. Алимкулова, А.Аметов, Ж.Кожантаева, К.Кайым ,К.Жумагулова. — Алматы «Атамұра» 2015

Биология Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники; Учебник для 6-7 классов средней школы. В.А.Корчагина, Москва «Просвещение» 1993 г.

Терминология на английском языке: wooordhunt.ru

Видеоматериалы: InternetUrok.ru

  Плауновидные растения

  Хвощевидные растения

  Папоротниковидные растения

 

Зал II Докембрий и ранний палеозой: беспозвоночные животные и растения

Рис. 91. Фрагмент листа  цикадового парацикаса  Paracycas harrisii Doludenko,  1990. Средняя юра, Грузия.

Рис. 92. Лист беннеттита  отозамитеса Otozamites latior Saporta, 1875. Верхняя юра, Южный Казахстан, хребет Каратау.

Витрина

«Прогимноспермы и голосеменные»

(рис. 34, II-28)

Авторы витрины: С.В. Мейен, А.В. Гоманьков

 

Голосеменные (пинофиты) – обширный отдел семенных растений, представленный травянистыми формами, лианами и деревьями высотой до 110 м. Появление семян – одно из важнейших событий в истории наземных растений, способствовавшее дальнейшему освоению удаленных от воды биотопов. У голосеменных отсутствуют завязь и плод. Мегаспоры созревают на спорофите и не покидают его. Гаметофит уже не существует как самостоятельное растение. Голосеменные появились в позднем девоне и в настоящее время известны почти на всех широтах. Их предками считаются прогимноспермы – предголосеменные растения, сочетавшие в себе признаки как папоротников, так и голосеменных. Их ископаемые остатки известны из каменноугольных и девонских отложений. Первые прогимноспермы были весьма примитивны, но у них уже появился камбий, откладывающий вторичную древесину. У наиболее продвинутых позднедевонских прогимносперм папоротниковидные вайи сочетались со стволами, имевшими такое же анатомическое строение, как и у ранних голосеменных. В витрине представлены окаменевшие фрагменты археоптериса (Archaeopteris) и его реконструкция. Среди голосеменных растений выделяется три класса: цикадопсиды, гинкгоопсиды и пинопсиды. Современные цикадовые составляют очень незначительную часть растительности земного шара, но в позднем палеозое и особенно в мезозое (рис. 91) они были широко распространены. Беннеттиты – своеобразнаягруппа, вымершая в конце мезозоя, возможно, предковая для покрытосеменных растений (рис. 92). Гинкговые, отличавшиеся большим разнообразием в мезозое (рис. 93), в совремненной флоре представлены всего одним реликтовым видом – Ginkgo biloba. Гербарный экземпляр листа этого экзотического растения помещен в витрине. К классу пинопсид относятся кордаитовые и хвойные (рис. 94). У кордаитовых, известных с раннего карбона, семена и спорангии собирались в различные по строению агрегаты. Примитивные кордаитовые в среднем карбоне дали начало хвойным, семеносные органы которых в процессе эволюции преобразовались в шишки. К хвойным наряду с привычными елями и соснами относятся секвойи (красное дерево), ископаемые остатки которых представлены в витрине, и метасеквойи. Расцвет хвойных происходил в юре, но современные их представители весьма многочисленны и разнообразны. В ископаемом состоянии от них, как правило, сохраняются листья и пыльца. Голосеменные совместно с папоротниковидными сыграли огромную роль в формировании углей юрского периода. Пыльцевые комплексы дают возможность детального расчленения континентальных отложений, находки листьев также важны для палеобиогеографических исследований. В витрине экспонируются материалы, дающие представление о разнообразии, филогении, систематике и стратиграфическом распространении прогимносперм и голосеменных. Экспонаты представляют различные формы сохранности ископаемых растений: отпечатки, сердцевинные отливы, петрификации. Демонстрируются также гербарные экземпляры ряда современных голосеменных. На фотографиях и рисунках показаны детали анатомического строения некоторых из них, а также проиллюстрированы наиболее важные эволюционные тенденции, проявившиеся в морфологии отдельных органов – семян, листьев и т. д.

Рис. 94. Побеги голосеменного  пагиофиллума Pagiophyllum  papillatum Orlovskaja, 1971.  Верхняя юра, Южный  Казахстан, хребет Каратау.

Рис. 93. Лист гинкго Ginkgo  sibirica Heer, 1876. Нижний  мел, Россия, Южная Якутия. 

Урок 15. семенные растения — Биология — 5 класс

Биология, 5 класс

Урок 15. Семенные растения.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Урок посвящён изучению строения и многообразия семенных растений.

Ключевые слова:

Семенные растения, голосеменные растения, хвойные растения, покрытосеменные растения, цветковые растения

Тезаурус:

Семенные растения – это высшие растения, образующие семена.

Семя – это многоклеточное образование, которое состоит из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ и служит для размножения и расселения семенных растений.

Побег – один из основных вегетативных органов высших растений, представляющий собой стебель с расположенными на нём листьями и почками.

Цветок – это видоизменённый побег, из которого развивается плод с одним или несколькими семенами.

*Фитонциды – это выделяемые растениями, например, хвойными растениями, особые летуче вещества, которые подавляют развитие многих бактерий, микроскопических грибов, простейших.

Обязательная и дополнительная литература по теме

  1. Биология. 5–6 классы. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. и др. / Под ред. Пасечника В. В. М.: Просвещение, 2019
  2. Биология. 6 класс. Теремов А. В., Славина Н. В. М.: Бином, 2019.
  3. Биология. 5 класс. Мансурова С. Е., Рохлов В. С., Мишняева Е. Ю. М.: Бином, 2019.
  4. Биология. 5 класс. Суматохин С. В., Радионов В. Н. М.: Бином, 2014.
  5. Биология. 6 класс. Беркинблит М. Б., Глаголев С. М., Малеева Ю. В., Чуб В. В. М.: Бином, 2014.
  6. Биология. 6 класс. Трайтак Д. И., Трайтак Н. Д. М.: Мнемозина, 2012.
  7. Биология. 6 класс. Ловягин С. Н., Вахрушев А. А., Раутиан А. С. М.: Баласс, 2013.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Какие удивительные строки в этом стихотворении. Давайте попробуем задать несколько вопросов. Первое, почему в хвойном лесу дышится намного легче, чем в лиственном? И второе, а какие же тайны нам может открыть смоляная слеза? 

На сегодняшний момент покрытосеменные растения – это господствующая группа живых организмов на земле. Как вы думаете, а почему? Надеюсь, вы догадались, что эти растения обладают признаками, которые максимально соответствуют данным условиям окружающей среды. Но какие эти признаки?

Высшие семенные растения: голосеменные и покрытосеменные.

Голосеменные – исключительно наземные вечнозелёные, реже листопадные деревья, кустарники или лианы. Голосеменные имеют корень, стебель и листья. Они образуют семена, с помощью которых размножаются и распространяются. Своё название голосеменные получили потому, что их семена открыто лежат на поверхности чешуи шишек. Из современных голосеменных наиболее известны хвойные.

Листья у большинства хвойных узкие, игольчатые – так называемая хвоя. У некоторых видов, например у кипариса, листья чешуйчатые. Хвоя имеет плотную кожицу, покрытую восковидным веществом, поэтому растения испаряют мало воды и хорошо приспособлены к неблагоприятным условиям.

Покрытосеменные растения, или цветковые, – самая молодая и в то же время самая многочисленная группа царства Растения. Она включает около 250 тыс. видов, произрастающих во всех климатических зонах. Покрытосеменные растут в воде и в безводных пустынях, образуют леса и ковром разнотравья покрывают степи.

Покрытосеменные растения, как и голосеменные, имеют корень, стебель, листья, но у них есть и орган семейного размножения – цветок, отсюда происходит их второе название – цветковые растения. После завершения цветения образуется плод, в котором находятся семена, содержащие, как правило, запас питательных веществ.

У покрытосеменных семена развиваются внутри плода, то есть они защищены (покрыты), что позволяет им лучше переносить неблагоприятные условия. Среди покрытосеменных есть деревья, кустарники и травы. Покрытосеменные растения бывают однолетними, двулетними и многолетними. Одни из покрытосеменных живут очень недолго, всего несколько месяцев. За это время они вырастают из семян, зацветают и дают новые семена, после чего погибают. Такие растения называют однолетними. Двулетние растения зацветают, дают семена па второй год и погибают. Многолетние растения цветут и образуют семена многократно. Продолжительность их жизни может исчисляться десятками и даже сотнями лет. У большинства покрытосеменных стебли прямостоящие. Но есть растения с вьющимися, лазающими и ползучими стеблями. Форма и строение листьев, а также строение корневых систем у разных цветковых растений тоже очень разнообразны.

Среди покрытосеменных много культурных растений, например, овощные, хлебные, плодово-ягодные, масличные, лекарственные, кормовые, технические, декоративные.

Разбор типового тренировочного задания:

Тип задания: множественный выбор.

Текст вопроса: Выберите правильные утверждения.

Варианты ответов:

Цветковые растения можно встретить во всех природных зонах.

Листья в виде хвоинок есть у ели.

Все хвойные растения имеют семена.

Среди покрытосеменных растений представлено наибольшее количество жизненных форм.

Семена у голосеменных растений образуются после цветения.

Цветки не образуются у орляка.

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Цветковые растения можно встретить во всех природных зонах.

Листья в виде хвоинок есть у ели.

Все хвойные растения имеют семена.

Среди покрытосеменных растений представлено наибольшее количество жизненных форм.

Цветки не образуются у орляка.

Разбор типового контрольного задания

Тип задания: Сортировка элементов по категориям

Текст вопроса: Заполните таблицу.

Голосеменные имеют

У голосеменных отсутствуют

Варианты ответов:

Семена

Плоды

Корни

Цветки

Стебли

Правильный вариант ответа:

Голосеменные имеют

У голосеменных отсутствуют

Семена

Плоды

Корни

Цветки

Стебли

.

Особенности голосеменных растений

Вариаций классификации голосеменных растений несколько. В современном виде голосеменные представлены группой растений (т. е. формальным таксоном), а не отделом как ранее. В связи с этим, существует три вида устаревшей таксономии, где голосеменные делят на 3, на 4 и на 5 классов.

Таблица. Устаревшая классификация голосеменных растений, представленных в виде отдела.

Разделение на 3 класса:

  • Класс Саговниколистные (Cycadopsida).
  • Класс Шишконосные (Coniferopsida).
  • Класс Оболочкосеменные (Chlamydospermatopsida).

Разделение на 4 класса:

  • Класс Гинкговые (Ginkgoopsida).
  • Класс Гнетовые (Gnetopsida).
  • Класс Саговниковые, или Цикадовые (Cycadopsida).
  • Класс Хвойные (Pinopsida).

Разделение на 5 классов:

  • Класс Гинкговые (Ginkgoopsida).
  • Класс Гнетовые (Gnetopsida).
  • Класс Саговниковые, или Цикадовые (Cycadopsida).
  • Класс Хвойные (Pinopsida).
  • Класс Цветковые (Покрытосеменные) (Magnoliopsida).

В первых двух случаях цветковые растения представлены отделом.

Современная классификация имеет вид, аналогичный с устаревшей, где голосеменные делились на 4 класса, но эти классы представлены отделами, которые объединены собирательным термином «семенные растения»:

  • Отдел Гинкговые (Ginkgophyta).
  • Отдел Гнетовые (Gnetophyta).
  • Отдел Саговниковые, или Цикадовые (Cycadophyta).
  • Отдел Хвойные (Pinophyta).

К голосеменным также относятся несколько групп вымерших растений:

  • Беннетитовые, или Беннеттитопсиды (Bennettitopsida). Обычно этот класс включен в состав Саговниковых в виде порядка Bennettitales.
  • Семенные папоротники, или Птеридоспермы. Сейчас рассматривается как отдел Pteridospermatophyta, раньше — либо в виде класса Лигиноптеридопсиды (Lyginopteridopsida), либо в виде порядка Pteridospermae в составе класса Саговниколистные.

Голосеменные

Особенности голосеменных

Голосеменные относятся к семенным растениям. В отличие от покрытосеменных они не образуют цветков и плодов, а их семена лежат «голо» на внутренних сторонах чешуек шишек. Шишка является видоизмененным побегом с чешуевидными листьями.

Живущих в настоящее время голосеменных растений насчитывается более 1000 видов. Среди них большинство принадлежит хвойным, представителями которых являются хорошо нам известные сосна и ель.

Среди жизненных форм голосеменных почти нет трав. В основном это деревья, редко кустарники (например, можжевельник).

Часто, давая характеристику голосеменным, описывают именно хвойные растения. Хотя в настоящее время голосеменные рассматривают как группу растений, включающую четыре отдела: хвойные, гинкговые, гнетовые и саговниковые.

Для хвойных характерны особенные листья, которые называют хвоей. Они похожи на иголки, покрыты кутикулой, а устьица глубоко погружены в ткань листа. Всё это служит приспособлением для уменьшения испарения. В среднем каждая хвоинка живет несколько лет.

Ткани стебля голосеменных лучше дифференцированы, чем у папоротников. Есть кора и древесина, однако сердцевина слабо выражена, а проводящая ткань состоит из трахеид. У голосеменных развит камбий и вторичная древесина, поэтому их стволы достигают существенных размеров.

У хвойных деревьев в стволах есть смоляные ходы. Это межклеточные полости, в которые выстилающими их клетками выделяются смолы и эфирные масла. Эти вещества препятствуют проникновению насекомых и бактерий.

Для голосеменных характерна стержневая корневая система. Их боковые корни достаточно короткие, поэтому часто деревья вступают в симбиоз с грибами, т. е. образуют микоризу.

В отличие от высших споров растений, высшие семенные растения (голосеменные и покрытосеменные) в процессе эволюции дальше зашли на сушу. Их процесс размножения не зависти от наличия воды. Так пыльца голосеменных растений переносится ветром, а оплодотворение происходит при помощи пыльцевой трубки.

Сосна

Сосна широко распространена в Северном полушарии, особенно в умеренном климате. Это нетребовательное к почве дерево, но требовательное к свету (является светолюбивым). Сосну можно встретить не только в хвойных лесах, но и на болотах, скалах, песках. При этом в зависимости от условий произрастания, сосна выглядит по-разному. Так в лесу у сосны сильно развивается главный корень, он уходит вглубь. На открытой местности развиваются боковые корни, занимая большую площадь у поверхности. Сосны, растущие в лесу, выше, чем растущие на открытой местности, они достигают высоты около 40 метров. Однако в лесу у сосен нижние ветви отмирают из-за недостатка света. Сосна, растущая на открытой местности, имеет более раскидистую форму, ее ветви начинаются в нижней части ствола.

Длительность жизни сосны около 300 лет.

Размножение сосны

На побегах сосны весной образуются мужские и женские шишки.

Мужские шишки собраны в группы, напоминающие соцветия, имеют желтовато-зеленый цвет и вырастают у основания побегов. В группе мужские шишки находятся близко рядом друг с другом. На нижней стороне каждой чешуйки развивается 2 пыльцевых мешка. В них происходит созревание пыльцы. Пыльца голосеменных гаплоидная, т. е. имеет одинарный набор хромосом. У пыльцевого зерна сосны есть два воздушных мешка. Это является приспособлением для переноса пыльцы ветром.

Женские шишки сосны более крупные, имеют красноватый цвет, растут по отдельности, а не группами. Женские шишки вырастают на верхушках побегов. На каждой чешуйке шишки развивается по 2 семяпочки. Семяпочки по-другому называют семязачатками.

В конце весны или начале лета происходит опыление. Пыльца высыпает из мужских шишек и разносится ветром. При этом некоторые из пыльцевых зерен попадают на чешуйки женских шишек. После этого чешуйки смыкаются и склеиваются смолой.

После опыления женская шишка растет и одревесневает. При этом оплодотворения не происходит. Лишь через год пыльца прорастает и дает начало мужскому гаметофиту. Одна его клетка называется вегетативной, она развивается в пыльцевую трубку. Другая клетка называется генеративной, из нее образуются два спермия. Пыльцу называют микроспорой.

Семяпочка представляет собой макроспору, которая развивается в женский гаметофит, состоящий из яйцеклетки и эндосперма.

По пыльцевой трубке один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, в результате образуется зигота. В дальнейшем из нее развивается зародыш, имеющий корешок, стебелек, несколько семядолей и почечку. Из семязачатка формируется семя.

К концу созревания семени шишки сосны становятся темно-коричневыми. Семена созревают только к осени следующего года. Зимой чешуи шишек расходятся и семена выпадают из них.

Семена сосны имеют крыловидные отростки. Благодаря этому они легко разносятся ветром на большие расстояния.

Ель

В отличие от сосны, ель является теневыносливым растением. Ее крона растет от самого низа ствола и имеет пирамидальную форму. Поэтому еловые леса темные, травы в них почти не растут из-за недостатка света у поверхности земли.

Ель растет на плодородны почвах, в местах с достаточной влажностью.

Корневая система ели располагается ближе к поверхности почвы, хуже развита, чем у сосны. Поэтому ели не выносят сильных ветров, которые могут вырывать из почвы целые еловые посадки.

Если у сосен каждая хвоинка живет несколько лет, то у елей они живут до 9 лет. Хвоинки ели располагаются по одиночке.

Шишки ели более крупные, чем у сосны. Достигают 15 см в длину. Кроме того, от начала появления шишки до ее созревания проходит один год.

Ели живут до 500 лет.

Значение хвойных

Там, где много хвойных и смешанных лесов, существенна их роль в образовании кислорода и органического вещества.

Задерживая таяние снега, хвойные леса обогащают почву влагой.

Сосна выделяет особые летучие вещества, обладающие антибактериальным свойством, — фитонциды.

Велико значение хвойных и в жизни человека. С древних времен человек использует их древесину как строительный материал. Из древесины сосны изготавливали корабли. Древесину секвойи (красное дерево) используют как отделочный материал. Древесина лиственницы отличается устойчивостью к гниению. Из древесины ели изготавливают бумагу.

Хвойные используются в химической промышленности. Так из них получают скипидар, пластмассы, канифоль, лаки, спирты.

Семена сибирской кедровой сосны похожи на орешки. Они употребляются в пищу и из них изготавливают масло.

Шишки можжевельника похожи на ягоды. Их используют как лекарственное средство.

Среди хвойных есть декоративные растения.

Голосеменные | завод | Britannica

Gymnosperm , любое сосудистое растение, которое размножается с помощью открытого семени или семяпочки, в отличие от покрытосеменных или цветковых растений, семена которых окружены зрелыми завязями или плодами. Семена многих голосеменных растений (буквально «голые семена») разрастаются в шишках и не видны до созревания. Таксономисты выделяют четыре различных подразделения существующих (не вымерших) голосеменных растений — Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta и Gnetophyta — с 88 родами и более чем 1000 видами, распространенными по всему миру.

Голосеменные доминировали в мезозойскую эру (примерно от 252,2 до 66 миллионов лет назад), когда возникли некоторые из современных семейств (Pinaceae, Araucariaceae, Cupressaceae). Хотя начиная с мелового периода (примерно от 145 до 66 миллионов лет назад) голосеменные растения постепенно вытеснялись более недавно развившимися покрытосеменными, они все еще успешны во многих частях мира и занимают большие площади поверхности Земли. Например, хвойные леса покрывают обширные районы северных земель с умеренным климатом, а голосеменные растения часто растут в более северных широтах, чем покрытосеменные.

широколистный вечнозеленый подокарп

Широколиственный вечнозеленый подокарповый лес на Северном острове Новой Зеландии, содержащий светлокорые матаи ( Podocarpus spicatus ) и тотара ( P. totara ). В широколиственных лесах умеренного пояса, иногда называемых тропическими лесами умеренного пояса, преобладает вечнозеленая растительность. Эти леса растут в регионах, где круглый год выпадает много осадков, а заморозки редки. Основные районы его распространения — Южная Америка; восточная Австралия; южный Китай, Корея и Япония; небольшие районы юго-востока Северной Америки и юга Африки; и вся Новая Зеландия.

Gerald Cubitt / Bruce Coleman Ltd.

Общие характеристики

Во всех живых группах голосеменных видимая часть тела растения (т. Е. Растущий стебель и ветви) представляет собой поколение спорофитов, или бесполое поколение, а не гаметофит, или половое поколение. Как правило, спорофит имеет стебель с корнями и листьями и несет репродуктивные структуры. Как сосудистые растения голосеменные растения содержат две проводящие ткани — ксилему и флоэму. Ксилема проводит воду и минералы от корней к остальным частям растения, а также обеспечивает структурную поддержку.Флоэма распределяет сахара, аминокислоты и органические питательные вещества, производимые листьями, в нефотосинтезирующие ткани растения.

У большинства голосеменных шишки мужские пыльцевые шишки, называемые микростробили, содержат редуцированные листья, называемые микроспорофиллами. Микроспорангии, или пыльцевые мешочки, переносятся на нижних поверхностях микроспорофиллов. Количество микроспорангиев может варьироваться от двух у многих хвойных до сотен у некоторых саговников. Внутри микроспорангии находятся клетки, которые подвергаются мейотическому делению с образованием гаплоидных микроспор.

опыление ветром

Пыльца, полученная ветром из мужских шишек сосны полозуба ( Pinus contorta ).

Роберт Дж. Эрвин / Science Source Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Фаза гаметофита начинается, когда микроспора, еще находясь в микроспорангии, начинает прорастать с образованием мужского гаметофита. Одно ядро ​​микроспоры делится путем митоза с образованием нескольких клеток. На этом этапе мужской гаметофит (называемый пыльцевым зерном) теряется и переносится ветром или насекомыми.

Женские овуляционные шишки, называемые мегастробилами, могут переноситься на том же растении, которое несет микростробилы (как у хвойных деревьев), или на отдельных растениях (как у саговников и Ginkgo ). Мегастробил содержит множество чешуек, называемых мегаспорофиллами, которые содержат мегаспорангии. Внутри каждого мегаспорангия одна клетка подвергается мейотическому делению с образованием четырех гаплоидных мегаспор, три из которых обычно дегенерируют. Оставшаяся мегаспора подвергается митозу с образованием женского гаметофита. По мере увеличения числа свободных ядер мегаспорангий и стенка мегаспор расширяются.На этом этапе семяпочка готова к оплодотворению.

Однако, прежде чем произойдет оплодотворение, зрелый мужской гаметофит (пыльцевое зерно) должен быть перенесен в женский гаметофит — процесс опыления. У многих голосеменных липкая «капля опыления» сочится из крошечной дырочки в женском мегаспорангии, чтобы улавливать пыльцевые зерна. Затем капля рассасывается в мегаспорангий для оплодотворения. У других видов пыльцевое зерно оседает на поверхности мегаспорангия, где в дальнейшем развивается мужской гаметофит.Пыльцевая трубка выходит из зерна и растет через мегаспорангий к многоклеточной структуре, содержащей яйца, называемой архегонием. Яйцеклетка и сперматозоид продолжают созревать, ядро ​​последнего подвергается дополнительным делениям, в результате чего образуются две мужские гаметы, или сперматозоиды. Интересно, что саговники и Ginkgo — единственные семенные растения с жгутиковыми сперматозоидами. К тому времени, когда пыльцевая трубка достигает архегония, яйцеклетка и сперматозоид полностью созревают и яйцеклетка готова к оплодотворению.

У голосеменных, когда ядра двух сперматозоидов встречаются с яйцеклеткой, одно ядро ​​умирает, а другое объединяется с ядром яйцеклетки, образуя диплоидную зиготу. Оплодотворенная яйцеклетка подвергается митозу, чтобы начать развитие нового поколения спорофитов — многоклеточного зародыша семени. Пищу для развивающегося эмбриона обеспечивает окружающий его массивный женский гаметофит, наполненный крахмалом. Интервал времени между опылением и созреванием зародыша в новое поколение спорофитов варьируется в разных группах от нескольких месяцев до более одного года (например, у сосны).

У голосеменных растений, таких как саговники и Ginkgo , оболочка семян известна как саркотеста и состоит из двух слоев. Саркотеста у саговников часто ярко окрашена, а саркотеста семян Ginkgo при созревании дурно пахнет. Семена некоторых хвойных деревьев имеют тонкую структуру, напоминающую крылышки, которая может способствовать распространению семян. Другие, такие как тис, имеют мясистую структуру, известную как арил, окружающий семя. Шишки можжевельника мясистые и обычно поедаются птицами.

aril

Мясистые почки тиса европейского ( Taxus baccata ).

MPF

В зрелом состоянии зародыш голосеменных семян имеет два или более семядольных листа, известных как семядоли. Саговники, , Гинкго, и гнетофиты имеют в зародыше две семядоли; у сосны и других хвойных деревьев их может быть несколько (обычно восемь, у некоторых их целых 18). У саговников и гинкго и семядоли остаются внутри семян и служат для переваривания пищи женского гаметофита и поглощения ее развивающимся зародышем.Семядоли хвойных обычно выходят из семян и становятся фотосинтезирующими.

14.3: Семенные растения — голосеменные

Первые растения, заселившие землю, скорее всего, были тесно связаны с современными мхами (мохообразными) и, как считается, появились около 500 миллионов лет назад. За ними последовали печеночники (также мохообразные) и примитивные сосудистые растения, птерофиты, от которых произошли современные папоротники. Жизненный цикл мохообразных и птерофитов характеризуется сменой поколений.Для завершения жизненного цикла требуется вода, так как мужские гаметы должны плавать с женскими. Мужской гаметофит выпускает сперму, которая должна плавать — движимая жгутиками — чтобы достичь и оплодотворить женскую гамету или яйцеклетку. После оплодотворения зигота созревает и превращается в спорофит, который, в свою очередь, образует спорангии или «споровые сосуды», в которых материнские клетки подвергаются мейозу и производят гаплоидные споры. Высвобождение спор в подходящей среде приведет к прорастанию и новое поколение гаметофитов.

Эволюция семенных растений

У семенных растений эволюционная тенденция привела к доминированию поколения спорофитов, в котором более крупным и экологически значимым поколением для вида является диплоидное растение. В то же время эта тенденция привела к уменьшению размера гаметофита от заметной структуры до микроскопического кластера клеток, заключенных в тканях спорофита. Низшие сосудистые растения, такие как дубовые мхи и папоротники, в основном гомоспористые (производят только один тип спор).Напротив, все семенные растения или сперматофиты являются гетероспорами, образующими два типа спор: мегаспоры (женские) и микроспоры (мужские). Мегаспоры развиваются в женские гаметофиты, которые производят яйца, а микроспоры созревают в мужские гаметофиты, производящие сперму. Поскольку гаметофиты созревают в спорах, они не являются свободноживущими, как гаметофиты других бессемянных сосудистых растений. Гетероспористые бессемянные растения считаются эволюционными предшественниками семенных растений.

Семена и пыльца — два приспособления к засухе — отличают семенные растения от других (бессемянных) сосудистых растений.Обе адаптации имели решающее значение для колонизации земли. По окаменелостям самые ранние семенные растения появились примерно 350 миллионов лет назад. Самые ранние достоверные сведения о голосеменных относятся к каменноугольному периоду (359–299 миллионов лет назад). Голосеменным предшествовали прогимноспермные растения («первые голые семенные растения»). Это была переходная группа растений, внешне напоминающих хвойные («шишки»), потому что они производили древесину в результате вторичного разрастания сосудистых тканей; однако они по-прежнему размножаются, как папоротники, выпуская споры в окружающую среду.В мезозойскую эру (251–65,5 миллиона лет назад) в ландшафте доминировали голосеменные. Покрытосеменные заняли свое место к середине мелового периода (145,5–65,5 миллионов лет назад) в конце мезозойской эры и с тех пор стали самой многочисленной группой растений в большинстве наземных биомов.

Две инновационные структуры пыльцы и семян позволили семенным растениям избавиться от зависимости от воды для размножения и развития зародыша и завоевать сушу. Пыльцевые зерна несут мужские гаметы растения.Маленькие гаплоидные клетки (1 n ) заключены в защитную оболочку, предотвращающую высыхание (высыхание) и механические повреждения. Пыльца может путешествовать далеко от спорофита, который ее разносит, распространяя гены растения и избегая конкуренции с другими растениями. Семена обеспечивают защиту зародыша, питание и механизм для поддержания состояния покоя в течение десятков или даже тысяч лет, позволяя ему выживать в суровых условиях и обеспечивая прорастание при оптимальных условиях роста. Семена позволяют растениям распространять следующее поколение как в пространстве, так и во времени.Обладая такими эволюционными преимуществами, семенные растения стали наиболее успешной и известной группой растений.

Голосеменные

Голосеменные («голые семена») представляют собой разнообразную группу семенных растений и являются парафилетическими. Парафилетические группы не включают потомков одного общего предка. Характеристики голосеменных включают голые семена, отдельные женские и мужские гаметы, опыление ветром и трахеиды, которые переносят воду и растворенные вещества в сосудистой системе.

Жизненный цикл хвойных пород

Сосны относятся к хвойным и несут на одном и том же растении мужские и женские спорофиллы.Как и все голосеменные, сосны разноспористые и производят мужские микроспоры и женские мегаспоры. В мужских колбочках или тычиночных колбочках микроспороциты образуют микроспоры посредством мейоза. Затем микроспоры превращаются в пыльцевые зерна. Каждое пыльцевое зерно содержит две клетки: одну генеративную клетку, которая разделится на два сперматозоида, и вторую клетку, которая станет клеткой пыльцевой трубки. Весной сосны выделяют большое количество желтой пыльцы, которую разносит ветер. Некоторые гаметофиты приземляются на женскую колбочку.Пыльцевая трубка медленно растет из пыльцевого зерна, а генеративная клетка в пыльцевом зерне делится на две сперматозоиды путем митоза. Одна из сперматозоидов окончательно объединит свое гаплоидное ядро ​​с гаплоидным ядром яйцеклетки в процессе оплодотворения.

Женские шишки, или овуляционные шишки, содержат по две семяпочки на чешуйке. Один мегаспороцит подвергается мейозу в каждой семяпочке. Только одна выжившая гаплоидная клетка разовьется в женский многоклеточный гаметофит, окружающий яйцо.При оплодотворении зигота дает начало зародышу, который заключен в семенную оболочку из ткани родительского растения. Оплодотворение и развитие семян сосны — длительный процесс, который может занять до двух лет после опыления. Образующееся семя содержит три поколения тканей: семенную оболочку, происходящую из ткани родительского растения, женский гаметофит, который будет обеспечивать питательными веществами, и сам зародыш. На рисунке 14.3.1 показан жизненный цикл хвойного дерева.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ART


Рисунок 14.3.1: На этом изображении показан жизненный цикл хвойного дерева.

На какой стадии образуется диплоидная зигота?

  1. Когда женская шишка начинает распускаться от дерева
  2. , когда сливаются ядра сперматозоидов и яйцеклетки
  3. , когда семена падают с дерева
  4. когда начинает расти пыльцевая трубка

КОНЦЕПЦИЯ В ДЕЙСТВИИ

Посмотрите это видео, чтобы увидеть процесс производства семян голосеменных растений.

Разнообразие голосеменных растений

Современные голосеменные растения подразделяются на четыре основных подразделения и включают около 1000 описанных видов. Coniferophyta, Cycadophyta и Ginkgophyta схожи в производстве вторичного камбия (клетки, которые генерируют сосудистую систему ствола или стебля) и в характере развития семян, но филогенетически не связаны друг с другом. Gnetophyta считаются ближайшей группой к покрытосеменным, потому что они производят настоящую ткань ксилемы, которая содержит как трахеиды, так и элементы сосудов.

Хвойные породы

Хвойные — это доминирующий тип голосеменных с самым разнообразным видовым разнообразием. Большинство из них — высокие деревья, которые обычно имеют чешуевидные или игольчатые листья. Тонкая форма игл и их восковая кутикула ограничивают потерю воды при транспирации. Снег легко соскальзывает с игольчатых листьев, облегчая нагрузку и уменьшая ломкость веток. Эти приспособления к холодной и сухой погоде объясняют преобладание хвойных пород на больших высотах и ​​в холодном климате.К хвойным относятся знакомые вечнозеленые деревья, такие как сосны, ели, ели, кедры, секвойи и тисы (рис. 14.3.2). Некоторые виды являются листопадными и осенью сразу теряют листья. Европейская лиственница и тамарак — примеры лиственных хвойных пород. Заготавливают много хвойных деревьев для получения бумажной массы и древесины. Древесина хвойных пород более примитивна, чем древесина покрытосеменных; он содержит трахеиды, но не содержит сосудистых элементов, и его называют «мягкой древесиной».

Рисунок 14.3.2: Хвойные деревья являются доминирующей формой растительности в холодных или засушливых условиях и на больших высотах.Здесь показаны (а) вечнозеленая ель, (б) секвойя, (в) можжевельник и (г) листопадный голосеменный: тамарак Larix larcinia. Обратите внимание на желтые листья тамарака. (кредит b: модификация работы Алана Левина; кредит c: модификация работы Венди МакКормак; кредит d: модификация работы Микки Злимена)

Cycads

Саговники хорошо растут в мягком климате, и их часто принимают за пальмы из-за формы их больших сложных листьев. Они несут большие шишки и, что необычно для голосеменных, могут опыляться жуками, а не ветром.Они доминировали в ландшафте в эпоху динозавров в мезозойскую эру (251–65,5 миллиона лет назад). Только сотня или около того видов саговников сохранились до наших дней. Им грозит возможное исчезновение, а некоторые виды охраняются международными конвенциями. Благодаря своей привлекательной форме они часто используются в качестве декоративных растений в садах (рис. 14.3.3).


Рисунок 14.3.3: У этого саговника Encephalartos ferox большие шишки. (кредит: Венди Катлер)

Гингкофиты

Единственный выживший вид гинкгофитов — это Ginkgo biloba (Рисунок 14.3.4). Его веерообразные листья, уникальные среди семенных растений, потому что они имеют дихотомический рисунок жилкования, желтеют осенью и опадают с растения. На протяжении веков буддийские монахи выращивали гинкго билоба, обеспечивающих его сохранность. Его высаживают в общественных местах, потому что он необычайно устойчив к загрязнениям. Мужские и женские органы находятся на отдельных растениях. Обычно садовники сажают только мужские деревья, потому что семена женского растения имеют неприятный запах прогорклого масла.

Рисунок 14.3.4: На этой пластине из книги 1870 года Flora Japonica, Sectio Prima (Tafelband) изображены листья и плоды Gingko biloba, нарисованные Филиппом Францем фон Зибольдом и Джозефом Герхардом Цуккарини.

Гнетофиты

Гнетофиты являются ближайшими родственниками современных покрытосеменных растений и включают три разных рода растений. Как и покрытосеменные, у них широкие листья. Gnetum разновидности — это в основном виноградные лозы тропических и субтропических зон. Единственный вид Welwitschia — необычное низкорослое растение, произрастающее в пустынях Намибии и Анголы.Может прожить до 2000 лет. Род Ephedra представлен в Северной Америке в засушливых районах юго-запада США и Мексики (рис. 13.4.5). Маленькие чешуйчатые листья эфедры являются источником сложного эфедрина, который используется в медицине как сильнодействующее противоотечное средство. Поскольку эфедрин похож на амфетамины как по химической структуре, так и по неврологическим эффектам, его использование ограничено лекарствами, отпускаемыми по рецепту. Подобно покрытосеменным, но в отличие от других голосеменных, все гнетофиты обладают сосудистыми элементами в своей ксилеме.

Рис. 14.3.5: Ephedra viridis, известный под общим названием «мормонский чай», растет на западе США. (Источник: Служба национальных парков США, База данных растений USDA-NRCS)

КОНЦЕПЦИЯ В ДЕЙСТВИИ

Посмотрите это видео BBC, в котором рассказывается об удивительной необычности Вельвичии.

Сводка

Голосеменные — это гетероспористые семенные растения, дающие голые семена. Они появились в каменноугольном периоде (359–299 миллионов лет назад) и были доминирующими растениями в мезозойскую эру (251–65.5 миллионов лет назад). Современные голосеменные растения относятся к четырем подразделениям. Подразделение Coniferophyta — хвойные деревья — являются преобладающими древесными растениями на больших высотах и ​​широтах. Цикады напоминают пальмы и растут в тропическом климате. Gingko biloba — единственный вид подразделения Gingkophyta. Последнее подразделение, Gnetophytes, представляет собой разнообразную группу видов, производящих сосудистые элементы в своей древесине.

Искусство Связи

Рис. 14.3.1 На какой стадии формируется диплоидная зигота?

А.Когда женская шишка начинает распускаться на дереве
B. Когда сливаются ядра сперматозоидов и яйцеклетки
C. Когда семена падают с дерева
D. Когда начинает расти пыльцевая трубка

B. Диплоидная зигота формируется после завершения формирования пыльцевой трубки, так что мужское генеративное ядро ​​(сперматозоид) может сливаться с женской яйцеклеткой.

Множественный выбор

Какая из следующих черт характеризует голосеменные растения?

A. Растения несут открытые семена на модифицированных листьях.
Б. Репродуктивные структуры расположены в цветке.
C. После оплодотворения завязь утолщается и образует плод.
D. Гаметофит — самая длинная фаза жизненного цикла.

А

Какую адаптацию имеют семенные растения в дополнение к семенам, которых нет у бессемянных растений?

A. гаметофиты
B. сосудистая ткань
C. пыльца
D. хлорофилл

С

Бесплатный ответ

Какие четыре современные группы голосеменных растений?

Четыре современные группы голосеменных растений — это Coniferophyta, Cycadophyta, Gingkophyta и Gnetophyta.

Глоссарий

конус
стробил овулята на голосеменных, содержащий семяпочки
хвойное дерево
доминирующий отдел голосеменных растений с наибольшим видовым разнообразием
саговник
Подразделение голосеменных растений, произрастающих в тропическом климате и напоминающих пальмы
гингкофит
Подразделение голосеменных с одним живым видом, Gingko biloba , дерево с веерообразными листьями
гнетофит
Подразделение голосеменных растений с различными морфологическими особенностями, образующими сосудистые элементы в своих древесных тканях
голосеменные
семенное растение с голыми семенами (семена, обнаженные на модифицированных листьях или в шишках)
мегаспороцит
мегаспоровая материнская клетка; более крупная спора, которая прорастает в женский гаметофит в гетероспористом растении
микроспороцит
спора меньшего размера, продуцирующая мужской гаметофит в гетероспористом растении

Авторы и авторство

Голосеменные | Базовая биология

Голосеменные — это группа древесных сосудистых растений с семенами, но без цветов или плодов.Семена голосеменных растений сидят обнаженными на шишках, а не заключенными в плод, как у покрытосеменных растений.

Голосеменные могут вырасти в великолепные сооружения и являются самыми большими, самыми высокими и самыми старыми организмами на Земле. В кладе голосеменных есть 4 группы деревьев; gingko, gnetophyta, саговники и самая крупная и разнообразная группа — хвойные.

Голосеменные долгое время были доминирующими растениями на Земле, но были низвергнуты после эволюции и разнообразия покрытосеменных.Однако хвойные деревья по-прежнему доминируют в холодных и сухих условиях, поскольку восковое покрытие (кутикула) на их игольчатых листьях позволяет им выживать в более экстремальных условиях, чем покрытосеменные. Вот почему сосны, как правило, становятся более распространенными по направлению к полюсам и на возвышенностях, где температуры становятся более низкими.

Хвойные — это великолепная группа голосеменных растений, которые дают семена без плодов и цветов. Среди них есть невероятные деревья, такие как гигантские секвойи Северной Америки, которые могут вырастать более 110 м в высоту.

Гинкго — древесные нецветущие растения. Только один одиночный вид, Ginkgo biloba , остается на Земле и встречается в естественных условиях на небольшой территории Китая, но был широко распространен среди людей.

Саговники представляют собой небольшую группу из около 250 видов голосеменных деревьев и кустарников. Они часто похожи на пальмы со стеблями без веток и кроной из листьев на верхушке дерева, но совсем не связаны с пальмами.

Сосны — одни из самых известных растений во всем мире.Они имеют огромное экономическое значение благодаря торговле древесиной и легко идентифицируются благодаря характерной конусообразной форме роста и игольчатым листьям.

Гнетофиты — странная группа растений. Они включают около 70 видов голосеменных, каждый из которых демонстрирует ряд характеристик цветения и потенциально является предшественником всех покрытосеменных растений.

БЕСПЛАТНЫЙ 6-недельный курс

Введите свои данные, чтобы получить доступ к нашему БЕСПЛАТНО 6-недельному вводному курсу электронной почты по биологии.

Узнайте о животных, растениях, эволюции, древе жизни, экологии, клетках, генетике, областях биологии и многом другом.

Успех! Письмо с подтверждением было отправлено на адрес электронной почты, который вы только что указали. Проверьте свою электронную почту и убедитесь, что вы щелкнули ссылку, чтобы начать наш 6-недельный курс.

Ботаника Глава 22: Семенные растения; Голосеменные

Семенные растения хорошо приспособлены к жизни на суше:
а) иметь пыльцу , переносимую ветром или животными вместо спермы.
б) не имеют отдельного растения-гаметофита, вместо этого женский гаметофит защищен внутри семени.
в) семена намного крупнее спор, с большими запасами пищи, поэтому они могут жить много дольше до прорастания.

Все гетероспористые (пыльца и яйцеклетка). Впервые они появились около 400 миллионов лет назад.

Голосеменные
Голосеменные имеют голых, семян (не окруженных завязью).Цветков у них нет, зато семена производятся в шишках, штук. Это самые ранние возникшие семенные растения. Голосеменные растения (например, сосны) обычно опыляются ветром . Современные голосеменные растения делятся на четыре типа:

1) Тип Gnetophyta Близкие родственники цветковых растений (покрытосеменные). Сегодня сохранились два основных рода: Ephedra и Welwitschia .

Эфедра — пустынное растение (запад США) с крошечными листьями. Он производит нектар, привлекающий насекомых для опыления. Общее название: «Мормонский чай», он используется в лечебных целях коренными американцами.
Эфедра содержит эфедрин, применяется для лечения астмы, сенной лихорадки. Пищевые добавки, содержащие эфедру, были запрещены в 2004 году после того, как они стали причиной более 100 смертей.

Псевдоэфедрин используется в некоторых лекарствах от простуды (также используется при производстве метамфетамина).

Вельвичия — пустынное растение (Африка) с двумя листьями и длинным стержневым корнем. Он получает большую часть воды из тумана и росы, которые конденсируются на листьях ночью. Фото. Окаменелости Welwitschia почти 300 миллионов лет.

2) Phylum Cycadophyta (саговники) В основном тропический / субтропический. Часто сажают в декоративных целях (общее название «саговые пальмы» нет, они не имеют отношения к пальмам, которые являются цветущими растениями! ).Опыление ветром: пыльцевая трубка приближается к яйцеклетке, а затем выделяет сперму.

Примеры: род Cycas (пальма саго) Пальма саговая. Обычно выращивается во Флориде, родом из Азии.
Замия (Кунти, или Эррорут). Это родом из Флориды. Племя тимукуан из Северной Флориды измельчило корни этого растения, чтобы испечь хлеб.

3) Тип Ginkgophyta Выживает только 1 вид: Ginkgo biloba . Родом из Китая, он почти не изменился почти 300 миллионов лет.Он двудомный и имеет треугольные листопадные листья. Сперма выделяется из конца пыльцевой трубки (как у саговников).
Гинкго устойчив к загрязнению воздуха, поэтому его высаживают во многих городах. Семена очень плохо пахнут (как гниющее мясо), поэтому обычно сажают только мужские деревья.

Гинкго считается полезным при лечении болезни Альцгеймера, хотя необходимы дополнительные исследования.

4) Phylum Coniferophyta (хвойные) До сих пор существует более 700 видов.Хвойные деревья часто являются доминирующими деревьями в холодном климате, например, в Канаде. Стебель усилен лигнином , поэтому они могут вырасти очень высокими.

Обычно вечнозеленые, засухоустойчивые : Листья игольчатые, кутикула толстая, устьица погружены в ямки.
Стебель становится шире (вторичный рост) за счет камбия , который дает ксилема на внутренней стороне стебля и флоэма снаружи.

опыление ветром; пыльцевая трубка прорастает до яйца.Обычно бисексуалов (или однодомных): каждое дерево дает маленькие мужские шишки и большие долгоживущие женские шишки.

Хвойные деревья важны для производства древесины, бумаги и т. Д. Сосна косая. Во Флориде почти половина штата покрыта лесами, а на северо-востоке Флориды производство бумаги и пиломатериалов превышает 7 миллиардов долларов в год.
Пример: род Pinus .

Дендрохронология Дендрохронология включает датирование прошлых событий путем изучения роста годичных колец.Деревья обычно быстро растут весной, а осенью рост прекращается. производящие годовые кольца в ксилеме. Образец («сердцевина») древесины удаляется с помощью сверлильного станка . Дендрохронология

Часто используются хвойные породы, например Pinus longaeva (Шишковидная сосна). Самому старому живому конусу из щетины было 5000 лет. Текущие записи (с использованием деревьев, погибших много веков назад) в Европе и США насчитывают более 9000 лет.

Дендрохронология используется в:
а) датировка археологических памятников.
б) изучение прошлых климатических изменений. Исследование 2011 года с использованием дендрохронологии показало, что империя ацтеков в Мексике рухнула из-за многолетней засухи.
c) с указанием прошлых повреждений от пожара и насекомых.

Покрытосеменные и голосеменные — разница и сравнение

Покрытосеменные , также называемые цветущими растениями , имеют семена, заключенные в завязь (обычно плод), тогда как голосеменных растений не имеют цветов или плодов и имеют незакрытые или «голые» семена на поверхности чешуек или листья.Семена голосеменных часто имеют форму шишек. Характеристики, которые отличают покрытосеменные от голосеменных, включают цветы, плоды и эндосперм в семенах.

Разнообразие

Сотни миллионов лет назад голосеменные растения были единственным видом растений на Земле. Между 250 и 200 миллионами лет назад покрытосеменные начали эволюционировать. Теперь покрытосеменные растения более широко распространены и густонаселенны, и их можно считать доминирующими растениями на планете.Покрытосеменные представляют собой гораздо более разнообразный спектр растений, насчитывающий от 250 000 до 400 000 видов. Они населяют все виды суши и водной среды, за исключением самых экстремальных мест обитания. Покрытосеменные могут быть двудольными или однодольными.

Примеры покрытосеменных и голосеменных растений

Примерами покрытосеменных являются однодольные, такие как лилии, орхидеи, агавы (известные своим нектаром агавы) и травы; и двудольные, такие как розы, горох, подсолнухи, дубы и клены.

Примеры голосеменных растений включают нецветущие вечнозеленые деревья, такие как сосна, ель и пихта.

Яблоня, цветущее, плодоносящее покрытосеменное Ежедневно цветущие садовые растения — покрытосеменные.

Виды голосеменных насчитывают всего несколько тысяч видов, из которых до нас дошло немногим более 1000 видов. Они обитают в пустынях и полупустынях.

Сосна голосеменная с игольчатыми листьями и шишкой

Анатомические различия

Поскольку голосеменные и покрытосеменные являются сосудистыми растениями, в их жизненном цикле преобладают спорофиты.

Образование ткани у покрытосеменных превышает количество и сложность, характерное для голосеменных.Покрытосеменные имеют триплоидную сосудистую ткань, плоские листья различной формы и стебли лиственных пород. Из-за бесчисленных разновидностей плодовых и / или цветочных растений они имеют разнообразную окраску и форму листьев, цветов и плодов.

Голосеменные растения гаплоидные, с колючими игольчатыми листьями и из мягкой древесины. Голосеменные растения анатомически «проще», потому что они не приносят ни цветов, ни плодов и, хотя и принадлежат к разным видам, обычно представляют собой только высокие вечнозеленые растения с коричневыми шишками.

Более подробно об анатомических различиях между покрытосеменными и голосеменными рассказывается в следующем видео:

Репродукция

Размножение покрытосеменных может быть однополым или двуполым. Гаметы разносятся ветром и насекомыми и животными-опылителями, привлекаемыми их цветками. Цветки часто имеют внутри женские и мужские гаметы, а после оплодотворения семяпочки развиваются в плод.

Гаметки голосеменных растений находятся в шишках.Оплодотворение описывается как однократное; пыльцевые зерна опадают и прорастают прямо на семяпочки. Споры пыльцы разносятся только ветром.

использует

Покрытосеменные служат практически всем растительным кормом, а также большинством кормов для домашнего скота. Зерновые, фрукты, бобовые, пасленовые (включая картофель и помидоры), тыквы и капуста — все это покрытосеменные. Другие покрытосеменные, такие как хлопок и лен, производят бумагу и текстиль. Древесина покрытосеменных растений используется для изготовления паркетных полов.

Голосеменные из группы хвойных деревьев, такие как сосна, ель и пихта, обычно используются для производства пиломатериалов.Другие голосеменные растения перерабатываются в другие продукты, такие как мыло, лак и духи.

Список литературы

Голосеменные | Растения вики | Fandom

Эта статья называется «Голосемянная». Не путать с « Gymnosperma ».
Товар называется «Голосемянный». Не путать с « Gymnospermium ».

Английское произношение

Голосеменные растения (иногда называемые Gymnospermae ) — семенные растения, семена которых образуются не внутри плодов, а за пределами яйцеклетки.

Голосеменные, когда-то являвшиеся авторитетным и основным классификационным уровнем в своем царстве, теперь представляют собой довольно разнородную группу семенных растений, в которую входят хвойные деревья, саговники, гинкго и гнетофиты. Слово «голосеменные» происходит от греческого слова gymnospermos ( γυμνόσπερμος ), что означает «голые семена» из-за незакрытого состояния их семян. Их обнаженное состояние контрастирует с семенами или семяпочками покрытосеменных, которые содержатся в оболочке во время опыления.Семена голосеменных растений развиваются либо на чешуе, либо на листовых придатках шишек, за исключением Ginkgo , у которого семена развиваются на конце коротких стеблей.

Голосеменные и покрытосеменные образуют сперматофиты (семенные растения). Самая большая группа живых голосеменных растений — это хвойные деревья, за ними следуют саговники, затем Gnetophyta ( Gnetum , Ephedra и Welwitschia ) и, наконец, Ginkgo , с одним живым видом.

Для получения дополнительной информации см. Сперматофит

Шишка Pinus nigra

В более ранней классификации голосеменные считались «естественной» группой. Существуют противоречивые данные по вопросу о том, образуют ли живые покрытосеменные клады. Летопись окаменелостей голосеменных включает множество различных таксонов, не принадлежащих к современным группам, таких как Pteridophyta, которые представляют собой семенные деревья, которые имеют несколько напоминающую папоротник вегетативную морфологию.Когда рассматриваются ископаемые голосеменные, такие как Bennettitales, Caytonia и глоссоптериды, становится ясно, что покрытосеменные гнездятся внутри более крупной клады голосеменных, хотя группа голосеменных, являющихся их ближайшими родственниками, остается неясной.

Gnetophyte, Welwitschia mirabilis

В настоящее время в этот период обитает от 700 до 900 видов голосеменных.

Считается, что голосеменные произошли в каменноугольном периоде.Ранние характеристики семенных растений были очевидны в окаменелостях Progymnospermophyta из позднего девона около 380 миллионов лет назад. Было высказано предположение, что опыление некоторых вымерших групп голосеменных растений было вызвано вымершими видами скорпионов в мезозое. Скорпионы, вероятно, участвовали в мутуализме опыления с голосеменными, задолго до аналогичной совместной эволюции насекомых, питающихся нектаром, и покрытосеменных.

Хвойные — это, безусловно, самая многочисленная из существующих групп покрытосеменных, насчитывающая около 600-630 видов в 65-70 родах в 6-8 семействах.Хвойные деревья древесные, и большинство из них вечнозеленые. Листья у большинства хвойных деревьев длинные, тонкие и напоминают иголки, но у других, таких как Cupressaceae и Podocarpaceae, листья плоские треугольной формы.

Саговники — следующая по численности группа, насчитывающая около 130 видов. Gnetales следуют за саговниками, насчитывающими около 70-80 видов, а гинкго следуют за Gnetales, у которых сохранился только один вид.

Голосеменные растения имеют несколько основных хозяйственных применений. Для производства пиломатериалов используются сосны, пихта, ель и кедр.Некоторые другие распространенные виды использования голосеменных растений — это мыло, лак, краска, продукты питания и некоторые духи.

Семяпочка голосеменного (слева) по сравнению с семяпочкой покрытосеменных (справа)

Голосеменные — это спороносные растения (спорофиты), ведущие образ жизни с преобладанием спорофитов, как и у всех других сосудистых растений, гаметофит относительно недолговечен. Два типа спор, микроспоры и мегаспоры, обычно образуются в конусах пыльцы или конусах овуляции. Внутри стенки спор развивается недолговечный многоклеточный гаплоидный гаметофит.Пыльцевые зерна (микрогаметофиты) созревают из микроспор и продуцируют сперматозоиды, в то время как ткань мегагаметофитов развивается в мегаспоре каждой яйцеклетки и производит яйцеклетки. Таким образом, мегаспоры заключены в семяпочки и дают начало мегагаметофитам и, в конечном итоге, яйцеклеткам. Во время опыления пыльцевые зерна физически переносятся между растениями, от конуса пыльцы к семяпочке, ветром и насекомыми. Цельные зерна входят в каждую семяпочку через микроскопическую щель в покрове, называемую микропиле.Зерна пыльцы созревают дальше внутри семяпочки и в конечном итоге производят сперматозоиды. У голосеменных растений есть два основных метода оплодотворения. У цикад и гинкго есть подвижная сперма, которая может плавать прямо к яйцеклетке внутри семяпочки, в то время как у хвойных деревьев и гнетофитов сперма без жгутика и переносится к яйцеклетке по пыльцевой трубке. После оплодотворения зигота превращается в эмбрион. Обычно в каждом семени голосеменных зародышей образуется более одного зародыша. Конкуренция между эмбрионами за необходимые ресурсы в полиэмбронных семенах вызывает запрограммированную гибель клеток для всех эмбрионов, кроме одного.Зрелое семя состоит из зародыша и остатков женского гаметофита, который служит источником пищи, и покровов.

Biology 2e, Биологическое разнообразие, Семенные растения, Голосеменные

Современные голосеменные подразделяются на четыре типа. Coniferophyta, Cycadophyta и Ginkgophyta похожи по своей модели развития семян, а также по выработке вторичного камбия (клетки, которые образуют сосудистую систему ствола или стебля и частично специализируются на транспортировке воды).Однако эти три типа филогенетически не связаны друг с другом. Gnetophyta считаются ближайшей группой к покрытосеменным, потому что они производят настоящую ткань ксилемы с сосудами, а также трахеидами, обнаруженными у остальных голосеменных. Возможно, что элементы сосуда возникли независимо в двух группах

Хвойные (Coniferophyta)

Хвойные деревья являются доминирующим типом голосеменных растений с наибольшим разнообразием видов (рисунок). Типичные хвойные деревья — это высокие деревья с чешуйчатыми или игольчатыми листьями.Испарение воды с листьев снижается из-за их узкой формы и толстой кутикулы. Снег легко соскальзывает с игольчатых листьев, облегчая снеговую нагрузку и уменьшая поломку ветвей. Такая адаптация к холодной и сухой погоде объясняет преобладание хвойных пород на больших высотах и ​​в холодном климате. К хвойным относятся знакомые вечнозеленые деревья, такие как сосны, ели, ели, кедры, секвойи и тисы. Некоторые виды являются листопадными и осенью теряют листья. Лысый кипарис, красное дерево, европейская лиственница и тамарак (рис. c ) являются примерами лиственных хвойных пород.Заготавливают много хвойных деревьев для получения бумажной массы и древесины. Древесина хвойных пород более примитивна, чем древесина покрытосеменных; он содержит трахеид и , но не содержит сосудистых элементов, поэтому его называют «мягкой древесиной».

Хвойные. Хвойные деревья являются доминирующей формой растительности в холодных или засушливых условиях и на больших высотах. Здесь показаны (а) вечнозеленая ель Picea sp., (Б) можжевельник Juniperus sp., (В) прибрежная секвойя или секвойя Sequoia sempervirens и (г) тамарак Larix larcinia .Обратите внимание на лиственные желтые листья тамарака. (кредит а: модификация работы Розендаля; кредит б: модификация работы Алана Левина; кредит c: модификация работы Венди МакКормик; кредит d: модификация работы Микки Злимена)

Cycads

Cycads хорошо растет в мягком климате, и их часто принимают за пальмы из-за формы их больших сложных листьев. Саговники несут большие стробилы или шишки (рисунок) и могут опыляться жуками, а не ветром, что необычно для голосеменных.Большие саговники доминировали в ландшафте в эпоху динозавров в мезозое, но только сотня или около того меньших видов сохранились до наших дней. Им грозит возможное исчезновение, а некоторые виды охраняются международными конвенциями. Благодаря своей привлекательной форме они часто используются в качестве декоративных растений в садах тропиков и субтропиков.

Cycad. Этот саговник, Encephalartos ferox, имеет большие шишки и широкие листья, похожие на папоротник. (Источник: Венди Катлер)

Ginkgophytes

Единственный выживший вид группы ginkgophytes Ginkgo biloba (рисунок).Его веерообразные листья — уникальны среди семенных растений, потому что имеют дихотомический рисунок жилков — желтеют осенью и падают с дерева. Веками G. biloba культивировали китайские буддийские монахи в монастырях, что обеспечило его сохранность. Его высаживают в общественных местах, потому что он необычайно устойчив к загрязнениям. Мужские и женские органы производятся на отдельных растениях. Обычно садоводы сажают только мужские деревья, потому что семена женского растения имеют неприятный запах прогорклого масла.

Гинкго . На этой пластине из книги 1870 года « Flora Japonica, Sectio Prima (Tafelband) » изображены листья и плоды Ginkgo biloba , нарисованные Филиппом Францем фон Зибольдом и Йозефом Герхардом Цуккарини.

Гнетофиты

Филогенетическое положение гнетофитов в настоящее время не определено. Наличие элементов сосудов позволяет предположить, что они являются ближайшими родственниками современных покрытосеменных. Однако молекулярный анализ помещает их ближе к хвойным.Три ныне живущих рода совершенно не похожи: Ephedra , Gnetum и Welwitschia (рисунок), что может указывать на то, что группа не является монофилетической. Как и покрытосеменные, у них широкие листья. Эфедра (рис. а ) встречается в засушливых районах западного побережья США и Мексики. Маленькие чешуйчатые листья Ephedra являются источником соединения эфедрина , которое используется в медицине как сильнодействующее противозастойное средство.Поскольку эфедрин похож на амфетамины как по химической структуре, так и по неврологическим эффектам, его использование ограничено лекарствами, отпускаемыми по рецепту. Gnetum виды (рис. b ) встречаются в некоторых частях Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии и включают деревья, кустарники и виноградные лозы. Welwitschia (рис. c ) находится в пустыне Намиб и, возможно, является самым необычным членом группы.