Современная ботаника — п. рейвн — 1990

Помогите пожалуйста?

1) Среда обитания голосеменных и покрытосеменных растений?

2) Форма и размеры тела голосеменных и покрытосеменных растений?

3) Строение голосеменных и покрытосеменных растений?

4) Питание голосеменных и покрытосеменных растений?

5) Размножение голосеменных и покрытосеменных растений?

6) Значение голосеменных и покрытосеменных растений?

Хвойные виды растений, которыми мы любуемся во время путешествия по Крыму и прогулок по паркам – входят в порядок класса голосеменных; который включает группу родственных семейств с общими признаками: отсутствие цветков и наличие у большинства видов вечнозеленой хвои (точнее листьев) игольчатой или чешуевидной формы. Но в их числе имеются виды с опадающей хвоей (лиственницы и другие виды) и виды с пластичными листьями (подокарпусы).

В мировой флоре насчитывается около 600 видов хвойных, распространенных главным образом в умеренных и субэкваториальных широтах. Некоторые виды занимают огромные пространства, образуя однопородные леса (сосны, лиственницы); другие имеют небольшие ареалы (метасеквойя, секвойя и другие).

Семена у хвойных развиваются в шишках — чешуйчатых (ели, кедры, пихты и другие) или древеснеющих (кипарисы, сосны), в шишко-ягодах с мягкой оболочкой (можжевельники, плосковеточник) или в ягодовидных ярко окрашенных присемянниках (тисс, подокарпусы).

Семейства, отнесенные к порядку хвойных (араукариевые, кипарисовые, сосновые, таксодиевые, тиссовые и другие), имеют разные объёмы, ареалы, историю и отличия, что представляет интерес для специалистов-флористов, морфологов, систематиков, палеоботаников, палинологов. Для практиков-озеленителей и лесоводов, а также для любителей-ботаников определяющее значение имеет лишь принадлежность к хвойным и отличительные признаки видов: характер хвои, коры, репродуктивных органов (шишек, шишкоягод, присемянников) и семян.

В Крыму местные (дикорастущие) хвойные породы представлены девятью видами: тисс, 3 вида сосны, 5 видов можжевельника. При этом число хвойных видов из других районов в крымских парках, в ботанических коллекциях и на питомниках превышает сотню видов.

Время и особенности возникновения голосеменных растений

Голосеменные растения возникли в позднем карбоне приблизительно 319 млн лет назад. Эти растительные организмы распространяются во всех широтах. Они приобрели способность распространяться в достаточно сухих местах обитания. Голосеменные размножаются семенами. В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит. У данной группы растений присутствуют женские и мужские половые органы: антеридии и архегонии, соответственно.

У голосеменных весьма длительно функционирует камбий, формирующий ксилему или древесину, флоэму и луб. У них есть также главный корень, характерна стержневая корневая система, которая позволяет развиваться древесным формам. Также среди жизненных форм выделяют кустарники. Побеги голосеменных нарастают моноподиально.

Определение 2

Камбий — это образовательная ткань голосеменного растения, которая может дать начало любому виду растительной ткани.

Первые голосеменные растения, вероятно, произошли от древних папоротниковидных, которые вымерли в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным.

Отдел современных голосеменных растений насчитывает более 700 видов, эти растения завоевали весь земной шар. Голосеменные растения также распространились умеренных широтах Северного полушария и образовали лесные пространства, которые называются тайгой.

На сегодняшний день среди всех голосеменных растений насчитывается 4 основных класса. Например, гинковые представлены единственным видом Ginkgo biloba. Также выделяют саговниковых, которые представляют собой остатки вымерших групп, которые процветали в мезозое.

Гнетовые голосеменные обладают неясным происхождением ввиду скудности существующих палеоботанических данных. Только класс Хвойных голосеменных растений широко распространился на планете по видовому разнообразия превосходит все группы голосеменных. Среди хвойных выделяют более пятисот различных растительных видов. Большинство растений этой группы составляют вечнозеленые растения, возраст которых говорит о древности происхождения.

Самым большим сроком жизни обладает североамериканская сосна.

Эта древняя группа живых организмов занимает промежуточное положение между папоротниками и покрытосеменными растениями. От папоротников они отличаются наличием семязачатка, а от покрытосеменных отсутствием плодолистиков. Голосеменные растения также обладают разнообразными листьями по морфологическим, а также анатомическим признакам. Большинство видов имеет игловидные листья, отдельные представители могут иметь листья достаточно крупного размера.

Вопрос времени происхождения голосеменных остается не до конца раскрытым, поскольку их предков обычно ищут среди растений, которые господствовали в палеозое. В качестве их возможных предков остается рассматривать только древнейших представителей отдела папоротниковидных. Именно среди них можно найти разноспоровые древовидные формы с вторичной древесиной, которые могли дать начало голосеменным.

Существует предположение о том, что голосеменные могли возникнуть из группы высокоорганизованных папоротников девона из рода археоптерис. У таких растений есть сердцевина, сильно развита вторичная ксилема, трахеиды имеют точечную форму с окаймленными порами. По уровню организации своих вегетативных органов археоптерис мало отличается не только от некоторых пермокарбоновых хвойных, но даже от некоторых современных форм.

Существует точка зрения о том, что хвойные и родственные им виды имели самостоятельное происхождение. Но наличие общего плана строения семязачатка для всех голосеменных говорит о несостоятельности такой точки зрения. Также единство происхождения голосеменных доказывается строением вегетативных органов голосеменных растений. Считается, что голосеменные растения могли произойти от предка с протостелической организацией стелы, со слабо развитой вторичной кислемой. Трахеиды этих растений, скорее всего, имели лестничную форму.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что голосеменные растения произошли не от настоящих папоротников, а от одной из боковых разноспоровых ветвей папоротниковидных живых организмов. Этот факт подтверждает известное эволюционное утверждение о том, что в процессе эволюции новые растительные группы происходят не от высшего таксона предков, а от сравнительно менее специализированных представителей этой растительной группы.

Строение голосеменных

Все растения отдела голосеменных обладают древесной или кустарниковой формой. Некоторые из них сильно ветвятся и образуют большое количество мелких листьев в основном чешуевидной формы. А другие не отличаются большой ветвистостью и формируют крупные листовые формы.

Большинство голосеменных не формируют сосудистую систему в ксилеме и клетки-спутницы – во флоэме. Зато все они характеризуются сложной тканевой структурой, в отличии от папоротникообразных.

Споры

Голосеменые – это растения с разными спорами, причем микроспорофиллы существенно отличаются по форме и строению от макроспорофилла. Как правило, у этих растений они находятся на стробилах – коротких побегах.

Микроспоры получили название пылинки – и формируются в пыльцевом мешке; ветер переносит их на женский гаметофит, где они прорастают в мегаспорангии, или семязачатке. Там развивается мегаспора – и после оплодотворения семязачаток формирует семя. Питательный запас в семени усваивается зиготой при прорастании – и, самое интересное, что семена могут быть в состоянии покоя до момента наступления необходимых условий.

У голосеменных растений не образуются плоды, но зато их семена формируют самые разные приспособления для облегчения процесса их распространения.

Стебель

Голосеменные растения (в т.ч. и хвойные) обладают формой деревьев либо кустарников – и стебли этих растений характеризуются анатомически сплошным строением (не пучковым).

Поперечный срез стебля сосны

Именно эта черта и является специалитетом голосеменных – смола помогает устойчивости растений против инфекций.

Листья

У большинства растение отдела голосеменных листву формируют иголки, каждая из которых существует несколько лет. Благодаря этому уменьшена площадь листа, доступная к фотосинтезу, но одновременно с этим (и основываясь на таком строении) процесс фотосинтеза может продолжаться круглый год. За счет такого строения листвы уменьшается процесс испарения и увеличивается приспособленность растения.

Листья голосеменных растений

Цветки

Основной признак, который причисляет растение к отряду голосеменных – это полное отсутствие плодов как таковых.  Открыто не только располагаются семена – семязачатки тоже в открытом доступе, обычно – на внутренней стороне иголки или в шишке; у таких растений завязь просто отсутствует.

Предками растений этого отдела были папоротниковые, а вот если принимать во внимание новейшие генетические исследования, то возможен вариант, что у них был совсем другой предок

Ткани

Главными тканями любых растений можно смело называть несколько типов:

• образовательные;
• основные;
• покровные;
• проводящие;
• механические.

Отдел голосеменных отличается развитием всех типов ткани. В дополнение они обладают фотосинтезирующей и запасающей тканью.

Характеристики голосеменных

К общей характеристике растений этого отдела можно отнести:

• возникновение поздние эпохи карбона (почти 320 миллионов лет назад);
• массовое распространение (практически во всех широтах) ввиду приспособленности к ограниченности в водных ресурсах;
• размножение семенами (что является существенным преимуществом);
• формирование жизненного цикла, опираясь на диплоидный спорофит;
• наличие многоклеточных половых органов женского типа (т.н. архегоний), находящихся в семязачатке. А мужской орган – гаметофит – представлен в виде пыльцевого зерна;
• характеризуются наличием камбия с долгим функциональным циклом, формирующим древесину и луб, или ксилему и флоэму – причем древесина отличается высокой механической прочностью за счет накопления лигнина;
• стержневая корневая система с главным корнем – и ее использование позволяет вырастать крупным формам деревьев;
• преобладание древесных жизненных форм – в том числе и достаточно специфических (к примеру, как у вельвичии удивительной);
• расположение побегов в моноподиальном порядке (у большинства растений отдела), т.е. работа одной верхушечной меристемы.

Теория возникновения семенных растений

Пример голосеменных растений

Давайте рассмотрим каким образом споровые растения превратились в семенные.

Папоротники размножаются спорами. Их бесполые органы называются спорангиями. Спорангии бывают двух видов: микроспорангии (мелкие споры) и мегаспорангии (крупные споры). Группа тесно расположенных спорангий — сорусы. Вайи — это листья папоротника, на них размещаются сорусы со спорами разного размера.

Ученые предполагают, что голосеменные произошли от разноспоровых папоротников, на листьях которых размещались сорусы со спорами разного размера. Созревшие споры высыпаются и разносятся ветром и водой. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в заросток. На нижней стороне заростка образуются половые клетки: сперматозоиды и яйцеклетки. Когда под заростком скапливается вода, сперматозоид может подплыть к яйцеклетке и оплодотворить ее. Половая стадия без воды невозможна.

Засушливые условия палеозойской эры заставили споровые растения искать способ приспособления. Из спор, которые не выпадали на землю образовался мужской гаметофит, под его оболочкой формировались половые мужские гаметы (пыльца). Пыльцевые зерна были небольшого размера и легкие, чтоб ветер мог их свободно разносить. Таким образом вода уже не играла важную роль для полового размножения папоротника.

Из макроспор образовался женский гаметофит (семязачаток), из которого сформировалась яйцеклетка. Вайи со спорами стали сгущаться и появилась шишка. В свою очередь и вайи с мегаспорангием тоже образовали шишку. Таким образом у разноспорового папоротника возникло два типа шишек: женская и мужская.

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.

Размножение

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

Фазы развития сосны обыкновенной:

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

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

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

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

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

Вариант №2

Голосеменными называется отдел растений. У них есть семязачатки, из которых в дальнейшем развиваются семена. Но цветков либо плодов у таки растений нет. Это и является отличительной особенностью голосеменных.

Первыми примитивными представителями данного отдела считаются растения, которые существовали в девонском периоде. Относились они к папоротниковым. На исходе палеозойского периода голосеменные получили развитие. В ходе эволюции они вытеснили споровые растения. Но в наше время остались далеко не все представители данного отдела. Голосеменные – это прародители распространенных на сегодняшний день цветковых, другими словами, покрытосеменных, которые более приспособлены к существованию на Земле. Между покрытосеменными и голосеменными существует одно различие: у первых семена находятся в завязи, а у голосеменных, напротив, семяпочки при дальнейшем развитии становится семенами. У них отсутствуют вместилища, семена покрываются лишь тоненькими чешуйками и крепятся они непосредственно к стержню.

У голосемянных можно выделить 4 класса растений, а именно:

• гнетовые;
• саговниковые;
• хвойные;
• гинкговые.

В отделе современных голосеменных растений насчитывается приблизительно 800 видов, а около 500 видов – это хвойные растения. Они возникли на исходе карбонового периода. Хвойные растения распространены по всей планете. Около 95% всех лесов включают себя исключительно хвойные деревья или являются смешанными. Голосеменные – это чаще всего растения, относящиеся к вечнозеленым. Лишь небольшая их часть входит в группы листопадных деревьев, лиан. Листья у таких растений могут быть самой различной формы: игольчатые, разветвленные, перистые и т.д.

Растения, относящиеся к группе голосеменные, играют большую роль в природе. Они насыщают воздух кислородом, отвечают за регулировку таяния снегов и уровня воды в реках. Кроме того, хвойные леса способные уменьшить интенсивность ветра.

В лесах обитает большое количество зверей, которые питаются шишками, побегами либо семенами хвойных деревьев. Велико значение растений и для людей. Древесина хвойных деревьев применяется в качестве сырья для производства мебели, бумаги и т.д. Ранее ее использовали в качестве топлива. Известно, что хвойные деревья выделяют в атмосферу очень много фитонцидов, которые препятствуют размножению вредных микробов. Именно потому вблизи к хвойным лесам располагаются санатории, больницы, где проходят лечение люди, страдающие заболеваниями органов дыхания. Кроме того, благодаря хвойным деревьям получают лекарства, например, активированный уголь. Одним словом, роль хвойных деревьев на Земле очень велика.

5, 6, 7 класс по биологии

Структура отдела

Отвечая на вопрос, почему голосеменные получили такое название, кратко стоит рассмотреть структуру отдела:

• Класс Саговниковые.
• Класс Гинкговые.
• Класс Гнетовые.
• Класс Хвойные.

Если первые три класса представлены единичными представителями, сохранившимися до наших дней, то последний является самым распространенным и известным. К нему относятся такие растения, как сосна, можжевельник, ель, пихта, лиственница и пр. Отличительные черты хвойных деревьев:

• Корневая система — стержневая с боковыми ответвлениями. Помимо длинных есть и небольшие. Последние разветвляются на множество придатков и содержат микоризу.
• Структура ствола на срезе: сердцевина — внутри, снаружи — кора, а между ними — древесина.
• Наличие смоляных ходов в коре и древесном слое. Они выстланы секретирующими клетками, выделяющими в просвет эфирные масла и смолы.
• Годовые кольца прироста образуются в результате разной интенсивности прироста древесины зимой и летом. Количество колец соответствует возрасту растения.
• Листовые пластинки могут быть разными. У листопадных деревьев — плоской формы и мягкие. У остальных — жесткие, в форме иголок различной длины.
• Североамериканская болотная сосна имеет иголки длиной 0,45 м. Сохранить форму им помогают несколько слоев толстостенных клеток, выполняющих роль экзоскелета. Для уменьшения транспирации устьица находятся в глубине листовой пластинки.

Ели

Ели имеют множество отличных от сосен характеристик. Они хорошо приспосабливаются к жизни в густых лесах и не сбрасывают нижние хвоинки. Густая крона елей не пропускает солнечный свет, поэтому в таких лесах всегда достаточно темно. Растительность под елями скудная. Здесь произрастают в основном мхи. Зачастую растительность совершенно отсутствует, а почва покрыта плотным слоем хвои.

Ель более избирательна в выборе почвы, нежели сосна. Она растёт в наиболее увлажнённых местах. Главный корень ели практически не развивается, а боковые расположены под самой поверхностью почвы, из-за чего эти деревья неустойчивы, и при сильных порывах ветра падают. Ели имеют пирамидальную форму кроны. Хвоинки у них достаточно короткие и острые, расположенные поодиночке. Листья ель сбрасывает каждые 5–7 лет.

Шишки у елей двух типов. Женские имеют зеленоватый или фиолетово-красный окрас. Они появляются на концах годовалых побегов и расположены вертикально. К осени они созревают и свисают вниз. После опадания семян шишки также опадают. Семена ели имеют плёнчатые крылышки. Мужские шишки желтовато-бурого цвета и располагаются ниже женских.

Продолжительность жизни елей меньше, чем у сосны. Ели растут на протяжении 250 лет и в высоту могут вырастать до 40 м.

Основные признаки голосемянных растений

Характерные отличия голосемянных:

• Семязачатки и семена находятся в открытом состоянии на поверхности спорофиллов («голые»), в завязи они не спрятаны. В семенах находится исключительно эндосперм (остаток мегагаметофита).
• Как правило, они образуют шишки, представляющих собрание на оси спорофиллов. В дальнейшем здесь будут развиваться спорангии и споры. Процедуру опыления осуществит ветер.
• У большей части голосеменных стробилы однополые (состоят из микроспорофиллов или же мегаспорофиллов).
• Антеридии редуцированы и мужским гаметам свойственно образовываться непосредственно на гаметофите.
• Представителями исключительно являются деревья, кустар­ники и даже лианами в которых моноподиальный тип ветвления.
• Анатомическое строение стебля обладает развитой древесиной (трахеид составляет более 90%, в незначительном количестве или вовсе отсутствуют паренхимы). В ксилеме содер­жатся только трахеиды (исключением являются гнетовые– трахеи у них имеются). Во флоэме отсутствуют клетки-спутницы (их место занимают альбуминовые клетки, которые отличаются проис­хождением).
• Наличие смоляных ходов как в коре, так и в древесине многих современных хвойных.
• Корневая система хорошо развита, с грибами образуют микори­зу.
• Листья голосеменных растений имеют значительные отличия не только в количестве и размерах, но и по морфологическому и анатомическому строениях. Игловидные преимущественно с наличием одной центральной жилки; некоторые крупные, с рассечениями, напоминающие вайи папоротников.

Общая характеристика голосеменных растений

Среди голосеменных растений нет трав: только деревья и, в редких случаях, лианы и кустарники. Большинство из них вечнозелёные.

Почему голосеменные получили такое название?

Семена голосеменных растений развиваются в видоизменённых побегах – шишках. Они лежат на чешуйках шишек открыто, не спрятанные в плодах. Именно поэтому такие растения называются голосеменными.

К голосеменным относят хвойные растения. Листья большинства хвойных растений – хвоинки –узкие и жёсткие. Они покрыты восковидным веществом. В результате такого строения хвоинки испаряют меньше влаги. Поэтому хвойные растения очень выносливы, могут выдерживать и засуху, и морозы.

Хвоинки и шишки ели

Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?

Показать ответ

Скрыть

У голосеменных растений есть стебель, корни и листья (хвоинки), а у папоротников – корневище, короткий стебель и вайи. У папоротников на вайях располагаются спорангии, в которых развиваются споры (специализированные клетки, служащие для размножения), тогда как у голосеменных растений размножение осуществляется при помощи семян – сложных многоклеточных структур. 

Когда-то, около 150 миллионов лет назад, голосеменные растения отвоевали место на планете у споровых. Климат в то время стал холоднее и суше.

Споровые растения очень зависимы от влаги, поэтому они не могли хорошо расти и развиваться на расстоянии от водоёмов. Голосеменные растения приспособились к холоду. Их развитая корневая система обеспечивала как лучшее прикрепление к грунту, так и лучшее питание. А из-за того, что семена разносились ветром, они хорошо распространялись и завоёвывали всё большие территории.

Среди современных известных голосеменных растений можно назвать такие, как сосна, ель, лиственница, кедр, можжевельник и другие. Хвойные растения широко распространены в России.

Какие голосеменные растения вы знаете?

Показать возможный ответ

Скрыть

Широко распространены хвойные голосеменные растения: сосна, ель, лиственница, можжевельник, пихта, кедр, туя.

{"questions":[{"content":"Укажите главное отличие голосеменных растений от покрытосеменных (цветковых) растений. <br />У покрытосеменных растений семена развиваются в специальном органе, называемом цветком. У голосеменных семена развиваются в видоизменённых побегах – `input-1`","widgets":{"input-1":{"type":"input","answer":"шишках"}}}]}