Голосеменные

1.  Введение

На уроке раз­бе­рем­ся, какие рас­те­ния вхо­дят в отдел Го­ло­се­мен­ные, как они воз­ник­ли и рас­смот­рим жиз­нен­ный цикл этих рас­те­ний.

2. Происхождение и приспособленность голосеменных

Го­ло­се­мен­ные – наи­бо­лее древ­няя груп­па се­мен­ных рас­те­ний, она воз­ник­ла на земле при­бли­зи­тель­но 370 млн лет назад, вслед­ствие из­ме­не­ния кли­ма­та на пла­не­те, он стал хо­лод­нее и суше. Рас­смот­рим отдел го­ло­се­мен­ных на при­ме­ре его пред­ста­ви­те­ля сосны.

Сосна при­спо­соб­ле­на к су­хо­му и хо­лод­но­му кли­ма­ту, ее ли­стья по форме как игол­ки (рис. 1), из-за этого через них мень­ше ис­па­ря­ет­ся влага рас­те­ния.

Игол­ки сосны

Рис. 1. Игол­ки сосны

Корни сосны бы­ва­ют по­верх­ност­ны­ми, а также ухо­дят на боль­шую глу­би­ну в почву, для того чтобы до­стать воду и ми­не­раль­ные соли (рис. 2).

При­мер кор­ней сосны

Рис. 2. При­мер кор­ней сосны

Се­ме­на сосны при­спо­соб­ле­ны для раз­мно­же­ния в сухом и хо­лод­ном кли­ма­те.

3. Цикл развития сосны

Для го­ло­се­мен­ных, ха­рак­тер­но за­ко­но­мер­ное че­ре­до­ва­ние по­ко­ле­ний в цикле раз­ви­тия – бес­по­ло­го (спо­ро­фит) и по­ло­во­го (га­ме­то­фит).

Спо­ро­фи­ты раз­мно­жа­ют­ся спо­ра­ми, как из­вест­но из урока о па­по­рот­ни­ко­об­раз­ных, споры па­по­рот­ни­ка по­ки­да­ют рас­те­ния с по­мо­щью ветра для даль­ней­ше­го раз­ви­тия, рас­те­ние-ро­ди­тель уже не вли­я­ет на них, не за­щи­ща­ет их, по­это­му мно­гие споры гиб­нут из-за небла­го­при­ят­ных усло­вий для их опло­до­тво­ре­ния. Споры го­ло­се­мен­ных не по­ки­да­ют боль­шое рас­те­ние. Они про­рас­та­ют на спо­ро­фи­те, в них по­ме­ща­ют­ся пи­та­тель­ные ве­ще­ства, спора не огра­ни­че­на по раз­ме­ру, так как ей не нужно пе­ре­ме­щать­ся по ветру. Так как в го­ло­се­мен­ных че­ре­ду­ют­ся по­ко­ле­ния, из споры спо­ро­фи­та вы­рас­та­ет по­ко­ле­ние-га­ме­то­фит, т.е. по­ло­вое по­ко­ле­ние. Это по­ко­ле­ние на­хо­дит­ся в спо­ро­нос­ных ко­лос­ках сосны – шиш­ках. Шишки бы­ва­ют муж­ско­го (рис. 3) и жен­ско­го пола (рис. 4). Муж­ские шишки ма­лень­кие, жел­тые, с мяг­ки­ми че­шуй­ка­ми, в них об­ра­зу­ют­ся споры, из ко­то­рых вы­рас­тут муж­ские га­ме­то­фи­ты.

Муж­ские шишки сосны обык­но­вен­ной

Рис. 3 Муж­ские шишки сосны обык­но­вен­ной

Жен­ские шишки круп­нее муж­ских, че­шуй­ки их од­ре­вес­нев­шие, в них об­ра­зу­ют­ся споры, из ко­то­рых вы­рас­тут жен­ские га­ме­то­фи­ты.

Жен­ские шишки сосны обык­но­вен­ной

Рис. 4. Жен­ские шишки сосны обык­но­вен­ной

Сосна имеет ветки, на ко­то­рых много муж­ских шишек, и ветки, на ко­то­рых много жен­ских шишек, в этих шиш­ках вы­рос­ло сле­ду­ю­щее по­ко­ле­ние сосны – муж­ские и жен­ские га­ме­то­фи­ты со­от­вет­ствен­но (рис. 5).

Спо­ро­фит со сле­ду­ю­щим по­ко­ле­ни­ем га­ме­то­фи­тов

Рис. 5. Спо­ро­фит со сле­ду­ю­щим по­ко­ле­ни­ем га­ме­то­фи­тов

В спо­ран­гии (шишке) сосны, в ко­то­ром об­ра­зо­ва­лись жен­ские га­ме­то­фи­ты, рас­по­ла­га­ют­ся яй­це­клет­ки, а рядом с яй­це­клет­кой за­ло­жен запас пи­та­ния – эн­до­сперм, для бу­ду­ще­го за­ро­ды­ша (рис. 6).

Схема рас­по­ло­же­ния яй­це­клет­ки и эн­до­спер­ма в жен­ской шишке сосны

Рис. 6. Схема рас­по­ло­же­ния яй­це­клет­ки и эн­до­спер­ма в жен­ской шишке сосны

В муж­ской шишке муж­ские га­ме­то­фи­ты пред­став­ля­ют три клет­ки. Под обо­лоч­кой на­хо­дит­ся одна круп­ная клет­ка пыль­це­вой труб­ки, и клет­ка спер­мий (рис. 7). Спер­мий, в от­ли­чие от спер­ма­то­зо­и­да, не имеет жгу­ти­ка для пе­ре­ме­ще­ния.

Схема рас­по­ло­же­ния спер­мия и клет­ки пыль­це­вой труб­ки в муж­ской шишке сосны

Рис. 7. Схема рас­по­ло­же­ния спер­мия и клет­ки пыль­це­вой труб­ки в муж­ской шишке сосны

Муж­ские га­ме­то­фи­ты по­па­да­ют к жен­ским с по­мо­щью ветра, для этого у них име­ют­ся спе­ци­аль­ные воз­душ­ные пу­зырь­ки в обо­лоч­ке (рис. 8).

Рас­по­ло­же­ние пу­зырь­ков в обо­лоч­ке муж­ско­го га­ме­то­фи­та под элек­трон­ным мик­ро­ско­пом

Рис. 8. Рас­по­ло­же­ние пу­зырь­ков в обо­лоч­ке муж­ско­го га­ме­то­фи­та под элек­трон­ным мик­ро­ско­пом

Муж­ские га­ме­то­фи­ты еще на­зы­ва­ют пыль­цой. Глав­ная за­да­ча пыль­цы – до­ле­теть до жен­ско­го га­ме­то­фи­та. После по­па­да­ния пыль­цы на жен­ский га­ме­то­фит необ­хо­ди­мо, чтобы спер­мий попал к яй­це­клет­ке, для этого необ­хо­ди­ма клет­ка пыль­це­вой труб­ки (рис. 9). Эта клет­ка об­ра­зу­ет тон­кий вы­рост, ко­то­рый при­бли­жа­ет­ся вплот­ную к яй­це­клет­ке. Спер­мий по этому вы­ро­сту по­па­да­ет к яй­це­клет­ке, и про­ис­хо­дит опло­до­тво­ре­ние. Тем самым го­ло­се­мен­ным не нужна вода для опло­до­тво­ре­ния яй­це­клет­ки, в от­ли­чие от па­по­рот­ни­ков и мхов.

Схема по­па­да­ния спер­мия к яй­це­клет­ке с по­мо­щью клет­ки пыль­це­вой труб­ки

Рис. 9. Схема по­па­да­ния спер­мия к яй­це­клет­ке с по­мо­щью клет­ки пыль­це­вой труб­ки

После опло­до­тво­ре­ния в жен­ском га­ме­то­фи­те об­ра­зу­ет­ся зи­го­та, пер­вая клет­ка но­во­го ор­га­низ­ма. Из-за че­ре­до­ва­ния по­ко­ле­ний из зи­го­ты вы­рас­та­ет спо­ро­фит, бес­по­лое по­ко­ле­ние. Зи­го­та раз­ви­ва­ет­ся и пи­та­ет­ся эн­до­спер­мом, через время в жен­ской шишке об­ра­зу­ет­ся семя (рис. 10).

Семя в жен­ской шишке

Рис. 10. Семя в жен­ской шишке

Семя вы­ле­та­ет из шишки по ветру, по­па­дая в бла­го­при­ят­ные места, про­рас­та­ет в новый спо­ро­фит. Семя ели и сосны имеет кры­лыш­ко из обо­лоч­ки за­ро­ды­ша для того, чтобы семя уле­те­ло даль­ше от ма­те­рин­ско­го рас­те­ния, тем самым уве­ли­чив шансы на про­рас­та­ние (рис. 11).

Со­зрев­шее семя сосны

Рис. 11. Со­зрев­шее семя сосны

Семя яв­ля­ет­ся тре­тьим по­ко­ле­ни­ем сосны.

Вопросы к конспектам

1. Где об­ра­зу­ет­ся пыль­ца в го­ло­се­мен­ных рас­те­ни­ях?

2. Чем раз­мно­жа­ют­ся го­ло­се­мен­ные рас­те­ния?

3. Сосны могут расти на пес­ча­ной почве, как вы ду­ма­е­те, по­че­му?

4. Каким по счету по­ко­ле­ни­ем сосны (спо­ро­фи­та) яв­ля­ют­ся жен­ские и муж­ские шишки (га­ме­то­фи­ты)?

Последнее изменение: Вторник, 20 Март 2018, 19:33