Голосеменные
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.
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.
Источник
Высшие растения. Отдел Голосеменные растения
Голосеменные представлены либо деревьями либо кустарниками. У большинства голосеменных в ксилеме отсутствуют сосуды, а в флоэме – клетки-спутницы. Однако, ткани голосеменных устроены более сложно, чем ткани папоротникообразных. Листья голосеменных разнообразны как по внешнему виду, так и по строению; у хвойных — игольчатые (хвоинки), у других — похожи на листья папоротников или пальм. Все голосеменные являются разноспоровыми растениями. Микроспоры у семенных растений развиваются в пыльцевом мешке и называются пыльцевыми зёрнами или пылинками. Они переносятся на женский гаметофит, как правило, при помощи ветра, прорастая внутрь после попадания на мегаспорангий. Плоды у голосеменных не образуются, но у семени могут развиваться различные приспособления, облегчающие их распространение. В жизненном цикле господствует спорофит, мужской и женский гаметофиты потеряли самостоятельность и живут на спорофите.
2. Какие растения относятся к хвойным? Приведите примеры.
Класс хвойных представлен большим количеством форм: ель, лиственница, сосна, пихта, секвойя, туя, тис, кедр, кипарис, можжевельник, агатис и др.
3. Назовите особенности строения хвойных.
Особенности строения хвойных:
— стержневая корневая система;
— стебель включает кору, древесину и слабо выраженную сердцевину;
— в коре и древесине имеются смоляные ходы (каналы), заполненные эфирными маслами и смолой;
— в стволе имеются кольца прироста древесины, обусловленные сезонной периодичностью активности камбия;
— листья у большинства хвойных жёсткие, игольчатые (хвоя) и не опадают в неблагоприятное время года, они покрыты толстой кутикулой, устьица погружены в ткань листа, что снижает испарение воды; замена игл происходит постепенно в течение всей жизни растения.
4. Как устроена древесина голосеменных растений? Какие химические вещества составляют ее основу?
В стебле на поперечном разрезе различают тонкую кору, внутреннюю часть которой составляет луб, хорошо развитую древесину и плохо выраженную сердцевину, состоящую из рыхлой запасающей паренхимы. В старых стволах сердцевина едва заметна. Древесина голосеменных устроена проще, чем у цветковых растений, она состоит в основном из трахеид — мёртвых веретенообразных клеток с толстыми оболочками, выполняющих проводящую и опорную функции. Паренхимы в древесине очень мало или она совсем отсутствует. У многих видов в коре и древесине имеются смоляные каналы, заполненные смолой, эфирными маслами и другими веществами. Испарения этих веществ создают характерный аромат хвойного леса.
5. Что такое семя? Чем семя отличается от споры?
Семя – это особая многоклеточная структура, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка. Споры могут быть одноклеточными и многоклеточными. Семена – это исключительно многоклеточные структуры. В споре практически не содержится никаких питательных веществ. В семени запасаются белки, крахмал, жиры, незначительная часть воды, которые повышают шансы растения на выживание. Споры имеют более простое строение. Семена – более сложное образование, которое имеет высокий уровень специализации.
6. Как устроены мужские и женские шишки сосны?
Мужские шишки, расположенные у основания молодых побегов, состоят из более мелких шишечек. Вдоль оси такой шишечки расположены чешуйки. На нижней стороне чешуек находятся по два пыльцевых мешка, в которых образуются микроспоры. Из них формируются мужские гаметофиты — пыльцевые зёрна. Зрелое пыльцевое зерно состоит из двух клеток.
Маленькие красноватые женские шишки, сидящие на верхушках молодых побегов, тоже состоят из оси, на которой расположены чешуйки. Чешуи женских шишек попарно срастают-ся, и между ними развивается семязачаток. В нём образуется гаплоидная мегаспора. В результате её многократного деления возникает женский гаметофит — обычно два половых органа с яйцеклеткой в каждом, и эндосперм, впоследствии питающий зародыш.
7. Опишите процесс размножения сосны. Зарисуйте схему жизненного цикла.
Сосна — обоеполое ветроопыляемое растение. На молодых стеблях образуются два вида шишек — укороченных побегов: мужские и женские. Поздней весной или в начале лета обильное количество пыльцы, доставляемой ветром, попадает на женскую шишку. Пыльцевое зерно прорастает, спермий по пыльцевой трубке достигает яйцеклетки и сливается с ней — происходит оплодотворение. У сосны между опылением и оплодотворением проходит 12—14 месяцев. Соединяясь, спермий и яйцеклетка образуют клетку с двойным (диплоидным) набором хромосом — зиготу: это первая клетка спорофита. После оплодотворения яйцеклетки из семязачатка развивается семя с запасом питательных веществ, которое одето защитными оболочками. На второй год после образования женской шишки и переноса на неё микроспор семена с «крылышками» высыпаются, разносятся вет-ром и, попадая в почву, прорастают.
8. Как вы думаете, какую роль играют голосеменные растения в природе?
Голосеменные растения играют важную роль в природе. Они являются основой растительного покрова ряда биогеографических зон, например сибирской тайги, поставляя в атмосферу Земли значительное количество кислорода. Их семенами питаются многие птицы (клесты) и млекопитающие (белки, грызуны).
9. В чем заключается хозяйственное значение голосеменных?
Человек использует голосеменные растения в своей хозяйственной деятельности. Так сосны, имеющие высокий прямой ствол, в прежние времена использовались в кораблестроении. Многие из хвойных используются в качестве строительных материалов. Кроме того, из голосеменные – сосны, получают бумагу, картон, скипидар и много других продуктов. Сердцевину некоторых тропических форм (например, саговниковых) употребляют в пищу.
10. Как вы думаете, какие преимуществ перед споровыми растениями дает голосеменным наличие семени?
У голосеменных появляется семя, в котором зародыш защищён от неблагоприятных воздействий внешней среды и обеспечен питательными веществами на первых этапах развития. Оплодотворение не зависит от присутствия воды.
11. Составьте развернутый план параграфа.
— строение голосеменных (строение стебля, листа);
Источник