голосеменные биология повторение. Голосеменные

• Название: Голосеменные
• Анкор: голосеменные биология повторение
• Дата: 10.04.2023
• Размер: 386.34 Kb.
• Имя файла: Голосеменные и Покрытосеменные.docx
• Тип: Документы; #1051320

Голосеменные

Голосеменные - распространенная древняя группа растений, включающая небольшое число видов. Главной особенностью данной группы являются "голо" (то есть открыто) лежащие семяпочки и, в дальнейшем, развивающиеся из них семена. Иными словами, у голосеменных растений отсутствуют замкнутые вместилища для семян.

Общие признаки

1. 
   Деревья и кустарники
   

Все голосеменные представлены древесными формами: деревьями и кустарниками. Травы отсутствуют.

2. 
   Хвоинки
   

Хвоинки (хвоя) - игольчатые видоизменения листьев. Сохраняются долгие годы, у некоторых сосен до 45 лет. Хвоя лиственниц опадает ежегодно.

3. 
   Древесина хорошо развита
   

Древесина голосеменных обладает большим запасом механической прочности. Это связано с ее особенностями: она состоит из трахеид с окаймленными порами, паренхима развита слабо. Либриформ (древесные волокна) и настоящие сосуды отсутствуют (исключение - гнетовые, имеют сосуды). Клетки-спутницы во флоэме также отсутствуют.

В древесине и коре имеются каналы, заполненные смолой. Однако, есть исключения - у гинкго смола не образуется вовсе.

4. 
   Размножение семенами
   

Семяпочки и развивающиеся из них семена лежат "голо", открыто, для них нет закрытых вместилищ, отсутствует завязь. В сравнении с высшими споровыми растениями, размножение семенами ставит голосеменных на более высокий уровень организации.

Голосеменным растениям для размножения не требуется вода, опыление у них происходит с помощью ветра. Этот процесс перестал быть зависимым от капельно-жидкой среды, как было у мхов и у папоротников. Благодаря этому голосеменные получили большое преимущество и смогли расселиться по всей Земле, в том числе в засушливых районах. Они господствовали в юрском периоде, когда климат стал более сухим и жарким.

Обитают голосеменные в местах с холодным климатом и достаточным количеством влаги. Имеются виды, обитающие в жарких странах: растение вельвичия удивительная обитает в пустынях южной Африки.

Строение и жизненный цикл

Жизненный цикл голосеменных состоит из чередования бесполого поколения - спорофита (диплоиден, 2n), и полового поколения - гаметофита (гаплоиден, n). Господствует (доминирует) в цикле спорофит (2n) - это взрослое растение сосны.

Голосеменные относятся к разноспоровым, как и все семенные растения. Они образуют разные споры: крупные женские (мегаспоры) и мелкие мужские (микроспоры). Образуются они в спорангиях, расположенных на спорофиллах, которые собраны в стробилы (шишки) - от лат. strobilus - сосновая шишка.

Строение семени

Семя голосеменных состоит из:

1. 
   Семенной кожуры
   

Семенная кожура, защищающая семя от пересыхания и неблагоприятных факторов внешней среды, образована разросшимся интегументом.

2. 
   Зародыша
   

Зародыш (2n) формируется в результате митотического деления образовавшейся зиготы. Состоит из зародышевого корешка, стебелька и почечки.

3. 
   Семядолей
   

Число семядолей у голосеменных различается - от 2 до 15. Семядоли имеют доступ к запасным питательным вещества (эндосперму).

4. 
   Запас питательных веществ
   

Запасные питательные вещества накапливаются в эндосперме (n). Особенностью в строении семени голосеменных, по сравнению с семенем покрытосеменных (цветковых) является наличие гаплоидного эндосперма (n). Не забывайте, что эндосперм у голосеменных это производное мегагаметофита (n), исходя из этого становится понятно, почему ткань гаплоидна. У цветковых, в отличие от голосеменных, эндосперм триплоиден (3n).

Значение голосеменных

Трудно переоценить значение голосеменных для человека, они очень важны. Голосеменные - источники высококачественной древесины, продуктов ее переработки. Являются звеном в цепи питания (продуцентами), основой многих биоценозов. Хвойные растения в больших количествах выделяют фитонциды, имеющие медицинское значение. Из смолы хвойных получают канифоль, скипидар, лаки. Кедровых орехи - это семена нескольких видов растений из рода сосна, которые употребляют в пищу.

Представители голосеменных

1. 
   Гинкговые
   

Представлен одним единственным реликтовым видом - двулопастным гинкго, его также называют живым ископаемым. Реликтовый вид - пережиток флоры и фауны прошлых геологических эпох, находящийся в некотором несоответствии с современными условиями существования. Расцвет гинкговых пришелся на юрский период.

Имеют заостренную форму пыльцевых зерен, которые лишены воздушных мешков - это плохо влияет на процесс опыления. Несовершенство этого процесса рассматривается как одна из ключевых причин их вымирания. Как и у саговниковых, сперматозоиды гинкговых имеют большое количество жгутиков.

2. 
   Саговниковые
   

Древняя группа голосеменных, их расцвет пришелся на мезозой. По внешнему виду напоминают пальмы, имеют крупные листья - вайи. На данный момент широко распространены в тропических областях Земли. Хорошо развита кора, сердцевина. Представители - саговник (цикас), семейство бовениевые.

3. 
   Гнетовые
   

Этот класс имеет множество признаков, сближающих его с покрытосеменными растениями. Имеются сосуды в ксилеме, вокруг стробилов образуется покров (напоминает околоцветник у покрытосеменных). Включает в себя три рода сильно отличающихся друг от друга:

1. 
   Вельвичия
   

Растет в пустыни Намиб. Напоминает древесный пень, из верхушки которого растут два лентовидных листа. Возраст растения может достигать 2000 лет. Отличается исключительным количеством устьиц - 22 тысячи на 1 см². Это связано с тем, что основной источник воды для растения - густой туман, который конденсируется на листьях. Такая конденсация равна 50 мм осадков, что помогает вельвичии адаптироваться к засушливым условиям внешней среды.

2. 
   Эфедра (хвойник)
   

Единственный представитель семейства Эфедровые. Кустарники, иногда лазающие, реже небольшие деревья. Семена с эндоспермом. Листья маленькие, редуцированы до чешуевидных влагалищ.

4. 
   Хвойные
   

В настоящее время хвойные самый распространенный класс голосеменных растений. Примерно 1/3 от всех видов хвойных составляют сосны. Строение сосны обыкновенной мы подробно рассмотрели в предыдущей главе. Сейчас затронем других представителей этого класса:

1. 
   Ель
   

Одна из основных лесообразующих пород, обитает в умеренном поясе Северной Америки и Евразии. Обладает прямым стволом и конусовидной кроной. Хвоя четырехгранная, шишки свисают.

2. 
   Лиственница
   

Произрастает в Сибири, где образует светлохвойные лиственничные леса. Часто лиственницу можно встретить в городах. Ее хвоя мягкая, собрана в пучки, сменяется ежегодно.

3. 
   Секвойя вечнозеленая
   

Рекордсмен среди голосеменных. Продолжительность ее жизни почти 3-4 тысячи лет. Дерево достигает 120 метров в высоту, диаметр ствола 10-12 метров.

Покрытосеменные

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

В настоящее время цветковые господствуют на Земле. Такое доминирующее положение им позволили занять прогрессивные особенности:

1. 
   Возникновение цветка
   

Цветок - генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

2. 
   Защищенный семязачаток
   

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище - завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

3. 
   Двойное оплодотворение
   

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества - эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

4. 
   Возникновение плода
   

У цветковых появляется плод - генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

5. 
   Хорошо развита проводящая ткань
   

Ксилема - проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

6. 
   Редукция гаметофита
   

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

7. 
   Опыление
   

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

1. 
   Двудольные - семейства: крестоцветные, сложноцветные, бобовые, розоцветные, пасленовые
   
   1. 
      В составе зародыша обычно имеется две семядоли
      

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

2. 
   Листья
   

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

3. 
   Камбий
   

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

4. 
   Корневая система
   

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

5. 
   Цветок
   

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

2. 
   Однодольные - семейства: лилейные, злаки
   
   1. 
      Зародыш содержит только одну семядолю
      
   2. 
      Листья только простые, жилкование параллельное и дуговое
      
   3. 
      Камбий отсутствует - из-за этого нет вторичного роста
      
   4. 
      Корневая система мочковатая, главный корень и боковые рано отмирают, развиваются придаточные корни
      

5. 
   Цветок
   
6. 
   Жизненные формы - травы (древесные формы очень редки)
   

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon - внутри + греч. sperma - семя) - запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у - березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте - почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Крестоцветные

По-другому это семейство называется капустные. Относится к классу двудольных.

Крестоцветные - преимущественно многолетние или однолетние травы. Отсутствуют прилистники, листья очередные, цельные или рассеченные, нижние листья часто образуют прикорневую розетку. Розетка - такое расположение листьев при котором междоузлия совершенно не развиваются или едва заметны, стебель сильно укорочен.

Общие признаки крестоцветных

Обоеполые правильные цветки объединяются в соцветия, чаще всего - кисть, метелка. Чашечка раздельнолистная, состоит из 4 чашелистиков. Венчик раздельнолепестной, состоит из 4 лепестков, располагающихся крестообразно - отсюда и название семейства.

Тычинок 6, в двух кругах: две более короткие образуют внешний круг, 4 длинные - внутренний. Пестик один, завязь верхняя.

Гинецей крестоцветных (от лат. gynaecēum, греч. — женская половина) - ценокарпный, образованный из двух плодолистиков. Плод ценокарпий - стручок или стручочек. Стручочек - разновидность стручка, если его длина меньше ширины, равна ей или не более чем в 2-3 раза превышает ширину. Эндосперм в семени отсутствует.

Формула цветка

Формула цветка крестоцветных записывается как Ч₄Л₄Т₂₊₄П₁. Приступим к ее расшифровке.

Розоцветные

Розоцветные (Розовые) - семейство двудольных растений, распространенных по всему миру, главным образом в тропических областях Северного полушария. К розоцветным принадлежат около 5000 видов, среди которых встречаются деревья, кустарники и травы.

Общие признаки розоцветных

Розоцветные включают в себя многолетние (реже однолетние) травы, деревья: слива, вишня, яблоня, груша, и кустарники: ежевика, малина, шиповник. Среди них встречаются как вечнозеленые, так и листопадные деревья.

Листорасположение очередное, реже - супротивное. Листья простые или сложные, с прилистниками. По форме листья простые цельные у яблони, вишни, сливы. Сложные непарноперистые листья имеют рябина, шиповник. Тройчатые листья есть у малины.

Цветки правильные, одиночные или в соцветиях, обоеполые. Соцветия: кисть у черемухи, щиток у груши. Также встречаются метелка и простой зонтик.

Околоцветник у розоцветных двойной: чашечка из 5, реже из 4 чашелистиков, иногда снабженная подчашием. Подчашие - наружный по отношению к чашечке круг околоцветника, обычно выглядит как ряд мелких листочков ниже чашечки, представляют собой сросшиеся прилистники чашелистиков.

Лепестки в количестве 5 штук, тычинок у большинства много - "неопределенное количество", это обозначается в формуле цветка символом бесконечности - ∞ . Как правило, число тычинок кратно 10. Пестиков один или много. В центре цветка один или множество плодолистиков. Завязь может быть нижняя, полунижняя и верхняя. Плоды розоцветных очень разнообразны: орешки, листовки, коробочки, костянки.

Формулы представителей этого семейства отличаются между собой. Так, к примеру, у шиповника формула записывается Ч₅Л₅Т_∞П_∞

Пасленовые

На настоящее время семейство включает около 2700 видов. Пасленовые - семейство класса двудольные, представленные в основном многолетними травами, полукустарниками, в тропиках часто - кустарниками, реже деревьями.

Общие признаки пасленовых

Листья простые цельные (белена) и рассеченные (картофель), лишены прилистников. Листорасположение очередное.

Цветок с двойным околоцветником, правильный (синоним - актиноморфный). Срастающиеся между собой 5 чашелистиков образуют чашечку пятизубчатой формы. Венчик состоит из 5 сросшихся между собой лепестков, срастающихся в виде трубочки, образуя трубчатый, кольчатый или колесовидный венчик.

Замечу, что если любые части цветка срастаются, то в формуле цветка количество срастающихся элементов берется в скобки.

Андроцей состоит из 5 тычинок. Андроцей (от греч. аndr, род. падеж andros - мужчина и oikia - жилище) - совокупность тычинок, образующих мужские органы цветка. Пестик 1. Завязь верхняя. Семязачатки многочисленные. Формула цветка Ч₍₅₎Л₍₅₎Т₅П₁

Плод пасленовых - ягода (картофель), коробочка (белена).

Сложноцветные

Сложноцветные (Астровые) - это огромное семейство по числу видов (около 33 тысяч), обитающих во всех климатических зонах. Принадлежит к классу двудольные. Растения по большей части представляют собой однолетние или многолетние травянистые растения. В тропиках встречаются лианы, кустарники и даже деревья.

Общие признаки сложноцветных

Листья часто образуют прикорневую розетку, простые. Наиболее характерный признак этого семейства - корзинка, благодаря чему они легко узнаваемы. Корзинку окружает обертка из видоизмененных листьев, выполняющих защитную функцию.

Чаще всего корзинки являются частью более сложных соцветий - щитков, сложных метелок, колосьев. Цветки имеют двойной околоцветник, чашечка преобразуется в хохолок или отсутствует. Венчик состоит из 5 сросшихся лепестков. Тычинок - 5 , слипаются в области пыльников и прикреплены к трубке венчика. Пестик один с двулопастным рыльцем, образован двумя плодолистиками. Завязь - нижняя.

В корзинке встречаются разные виды цветков: ложноязычковые (краевые цветки у ромашки), язычковые (одуванчик), трубчатые (пижма), воронковидные - бесполые цветки (у василька), двугубые (нассувия). Формула цветка (язычкового) - Ч₀Л₍₅₎Т₍₅₎П₁, язычковые цветки участвуют в образовании плодов.

Ложноязычковые и ворноковидные цветки являются недоразвитыми, располагаются на периферии по краям корзинки, привлекая насекомых. В центре цветка находятся трубчатые цветки, из завязи которых в дальнейшем развиваются плоды.

Плоды у сложноцветных - сухие невскрывающиеся семянки, односемянные. Часто имеют хохолки из волосков чашечки. Семена лишены эндосперма.

Бобовые

Семейство бобовые (мотыльковые) относится к классу двудольных. Большое по численности: насчитывает около 24 тысяч видов. Распространены по всему свету, большая часть сосредоточена в тропиках, субтропиках и теплых умеренных областях. Среди бобовых можно встретить все жизненные формы от трав до древесных растений высотой 60-80 метров.

Общие признаки бобовых

Листья мотыльковых сложные: тройчатые (клевер, соя, фасоль), парноперистые (арахис, акация), непарноперистые, пальчатые (люпин) с прилистниками.

Цветки собраны в соцветия: кисть (люпина, донника), головка (клевер), метелка.

Околоцветник двойной, 5 сросшихся чашелистиков образуют чашечку, 5 лепестков - венчик. Венчик имеет необыкновенно интересное строение! Самый крупный лепесток называется "парус", он служит для привлечения насекомых-опылителей. Два боковых лепестка называют "веслами", они используются насекомыми как посадочная площадка. Два сросшихся между собой лепестка называют "лодочка", они образуют защитный футляр, который препятствует проникновения в цветок мелких насекомых, поедающих пыльцу.

Тычинок 9, срастающихся между собой, и 1 свободная - у гороха. Может быть 10 свободных тычинок, либо - 10 сросшихся, к примеру, у ракитника.

Формула цветка гороха Ч₍₅₎Л_1,2,(2)Т_(9),1П₁

Злаковые

Семейство злаковые (мятликовые) относится к классу однодольных. Включает в себя около 12 тысяч видов, обитающих практически во всех областях Земли. Среди злаковых преобладают многолетние растения, встречаются и однолетние. Большинство злаков - травянистые растения, встречаются и древовидные - бамбуки, растущие в тропиках.

Особо стоит отметить интеркалярный (вставочный) рост у растений, обладающих полым стеблем, в частности у семейства злаковые. Стебель растет не только за счет верхушки - образовательная ткань имеется и в каждом узле. Некоторые виды, например бамбук, способны развивать потрясающую скорость роста - 0,5 - 1 метр в высоту за день.

Среди злаковых встречаются однолетние (ячмень, пшеница, кукуруза) и многолетние растения (корневищные - тростник, пырей ползучий и дерновинные - ковыль, луговик дернистый).

Общие характеристики злаковых

Стебель ветвится у основания, где находится зона кущения. Соломина - цилиндрический, обычно полый внутри стебель, заполнен тканью только в узлах, где внешне выглядит как несколько вздутый. Стебель прочный, легкий. Листорасположение очередное, листья узкие, цельные, имеется листовое влагалище, охватывающее стебель. Жилкование параллельное.

На границе между влагалищем и пластинкой имеется пленчатый вырост - язычок. Ветвление характерно для нижней части стебля злаковых, в верхней части, как правило, они не ветвятся.

У растений семейства злаковые происходит кущение - образование надземных побегов из узла, лежащего у основания главного побега. В большом количестве формируются боковые побеги, стебель ветвится и образуется куст. Кущение бывает корневищное, рыхлокустовое, плотнокустовое. Растущие от узла кущение горизонтальные побеги могут давать отпрыски, видоизменяться в корневища, таким образом, осуществляя вегетативное размножение растения.

Цветки обоеполые, редко (у кукурузы) встречаются раздельнополые цветки. Собраны в соцветия - метелка, сложный початок, сложный колос. Опыление перекрестное, с помощью ветра, вследствие этого цветки имеют специфическое строение. В цветке различают:

1. 
   Лодикулу
   

Лодикула - элемент околоцветника, представляет собой мелкую чешую, расположенную возле завязи. Имеется в цветках большинства злаков, при набухании способствует раскрыванию листа. Две лодикулы образованы из 2 листочков внутреннего круга околоцветника (третий листочек подвергается редукции).

2. 
   Нижнюю цветковую чешую - видоизмененный прицветный лист, в пазухе которого растет цветок
   
3. 
   Верхнюю цветковую чешую - сформированную в результате сращения 2 листочков наружного круга околоцветника (3 листочек подвергается редукции)
   
4. 
   Тычинки - с крупными пыльниками и длинными тычиночными нитями, обычно тычинок 3, свободные
   
5. 
   Пестик - двурыльцевый, образован в результате сращения двух плодолистиков, рыльца перистые.
   

Формула цветка злаковых - О₍₂₎₊₂Т₃П₁

Лилейные

Семейство лилейные относится к классу однодольных, насчитывает около 600 видов. Лилейные - многолетние травянистые луковичные растения. Обитают главным образом в тропических и субтропических районах, в средней полосе России. Редко встречаются кустарники и деревья.

Стебель прямостоячий или ползучий. Мочковатая корневая система. Листья хорошо развиты, простые, имеют саблевидную или ланцетовидную форму, собраны в приземную розетку, без прилистников. Жилкование дуговидное или параллельное. К луковичным растениям относится тюльпан. К корневищным - ландыш.

Цветки простые, околоцветник состоит из 6 сросшихся или свободных листочков. Тычинок 6, в двух кругах по 3. Пестик 1. Гинецей ценокарпный, состоит из 3 сросшихся плодолистиков, завязь верхняя. Опыление происходит с помощью насекомых.

Запишем формулу цветка лилейных на примере типичного представителя - лилии. О₃₊₃Т₃₊₃П₁

Крупные и яркие цветки лилейных часто располагаются по одиночке (тюльпан). Мелкие цветки собраны в соцветия: кисть (купена, тигровая лилия, ландыш) и зонтик (чеснок, лук).

Плоды лилейных: ягода (ландыш майский, спаржа), коробочка (тюльпан, лук). Важно помнить, что лук и чеснок на настоящий момент вынесены в отдельное семейство - амариллисовые, к лилейным они отношения не имеют