Голосеменные, подготовка к ЕГЭ по биологии

Спешу обрадовать, мы добрались до изучения семенных растений! К ним относятся голосеменные и покрытосеменные (цветковые). До этого размножение шло только с помощью спор: у мхов, папоротников, хвощей и плаунов — высших споровых растений. Настало время открыть новую интересную главу этой книги, посвященную растениям, которые размножаются с помощью удивительного изобретения природы — семени.

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.

На примере типичного представителя — сосны обыкновенной, относящейся к классу хвойных, поговорим о характерных чертах данного класса и голосеменных растений в целом.

Общие признаки

• Деревья и кустарники

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

• Хвоинки

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


• 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.

Несколько веков назад в России целенаправленно создавались и охранялись, так называемые, корабельные рощи. Это, прежде всего, требовалось для флота, так как мачты кораблей изготавливали из сосен, отвечающих всем требованиям — корабельных (гладкий, твердый и прочный прямой ствол с минимальным количеством сучков и смолы).


• 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.

Мужские шишки (стробилы)

К концу весны у основания молодых побегов образуются мужские шишки (стробилы) — мелкие, собранные в тесные группы, желтого цвета. Чешуи мужских шишек представляют собой микроспорофиллы. Микроспорофиллы — гомологи тычинок, которые крепятся к оси каждой шишки спирально, с нижней стороны, и имеют два пыльцевых мешка — мироспорангия.

Образование мужского гаметофита

Из материнских клеток (2n) в микроспорангии путем мейоза образуются 4 микроспоры (n). Строение микроспоры следующее: она покрыта экзиной (от гр.exo снаружи, вне) — наружная оболочка, изнутри интиной (от лат. intus внутри) — внутренней оболочкой. В составе микроспоры имеются также два воздухоносных мешка, образованных в результате отслоения экзины от интины и возникновения полости между ними.

Микроспора делится, не покидая спорангия, преобразуется в заросток. При делении из ядра микроспоры образуются две клетки. Одна из них превращается в две заростковые клетки (протоллиальные — от греч. проталлиум — заросток) — быстро отмирают и исчезают. Их функция до конца не изучена.

Из другой клетки в ходе митоза также образуются две: антеридиальная, из которой развиваются мужские половые клетки — спермии (неподвижные, без жгутиков в отличие от сперматозоидов), и более крупная вегетативная клетка, из которой в дальнейшем формируется пыльцевая трубка.

Мужской гаметофит сильно упрощен, антеридии отсутствуют. Формируется он прямо внутри микроспоры, которая в итоге превращается в пыльцевое зерно. Совокупность пыльцевых зерен называется пыльца.

При вскрытии (нарушении целостности) микроспорангия, или пыльцевого мешка, пыльца высыпается во внешнюю среду и достигает женской шишки, где, в результате опыления, внутри семязачатка происходит дальнейшее развитие мужского гаметофита.

Образование женского гаметофита

На тех же самых соснах, где расположены мужские шишки, лежат и женские. Весной на верхушке молодого побега появляются мелкие (около 5 мм) красноватые шишки — это женские шишки (стробилы). Состоят они из оси (стержня) , на котором располагаются две чешуи: кроющая и семенная. На верхней стороне у основания семенной чешуи лежат два семязачатка.

Кроющая чешуя представляет собой видоизмененный лист, в его пазухе находится семенная чешуя. Семенная чешуя — видоизмененный боковой побег.

Женские шишки (стробилы)

Именно открыто расположенные семязачатки (семяпочки) служат причиной, по которой этот отдел растений называется — голосеменные.

В женских шишках, в отличие от мужских, каждая чешуя гомологична целой мужской шишке (стробилу). То есть одна чешуя — целой мужской шишке, а не отдельным ее микроспорофиллам (чешуям)!

Молодой семязачаток состоит из нуцеллуса, интегумента и фуникулуса. Нуцеллус (от лат. nucella — орешек) — центральная часть семяпочки, соответствующая мегаспорангию. Интегумент (от лат. integumentum покрывало) — покров семяпочки, вырастающий из ее центральной части — нуцеллуса. В зрелом семени интегумент преобразуется в семенную кожуру. Фуникулус (от лат. funiculus канатик, верёвка) или семяножка — часть семязачатка, соединяющая его с мегаспорофиллом (семенным чешуями).

На интегументе около вершины располагается микропиле (пыльцевход) — через него после опыления пыльцевая трубка проникает в нуцеллус. Между интегументом и нуцеллусом имеется густая жидкость, выступающая из микропиле. Подсыхая, она втягивается внутрь семязачатка и затягивает вместе с собой пыльцу, осевшую на ней.

Образование женского гаметофита

В средней части обособляется спорогенная клетка (2n) (археспориальная — от греч. arche начало и sporá семя). В результате ее митотического деления образуются материнские клетки спор — спороциты (2n), однако и сама археспориальная клетка может выступать в роле спороцита, минуя стадию митоза. Спороциты (2n) делятся мейозом на четыре гаплоидные (n) мегаспоры.

Три мегаспоры отмирают, остается одна, которая многократно делится митозом и формирует эндосперм — запасное питательное вещество. Обратите на этот факт особое внимание: у голосеменных эндосперм гаплоидный (n) и образуется до оплодотворения. Такой эндосперм называется — первичный, он соответствует женскому гаметофиту.

Как и мужской, женский гаметофит весьма упрощен и заключен внутри мегаспоры. На верхушке женского гаметофита (мегагаметофита) образуется архегоний с яйцеклеткой (n). У гнетовых архегонии отсутствуют.

Жизненный цикл

На спорофите (2n) в микроспорангиях из материнских клеток (2n) путем мейоза образуются микроспоры (n). Из микроспоры формируется пыльцевое зерно. Пыльца (пыльцевые зерна (n)) с помощью ветра попадает в женские шишки, где улавливается густой жидкостью между интегументом и нуцеллусом, выступающей из микропиле. Жидкость засасывает пыльцу внутрь семязачатка на нуцеллус (в пыльцевую камеру). После того, как опыление произошло, микропиле зарастает. Чешуи шишки смыкаются и склеиваются смолой.

Семязачатки в этот момент еще не готовы к оплодотворению, так что от момента опыления до оплодотворения проходит около 13 месяцев. За это время в семязачатке формируется эндосперм, женская шишка увеличивается до 3-4 см и приобретает зеленую окраску.

Оказавшись на мегаспорангии, наружная оболочка пыльцевого зерна (экзина) разрывается, из вегетативной клетки в направлении архегония начинает расти пыльцевая трубка. Антеридиальная клетка делится на генеративную (спермагенную) и клетку-ножку антеридия (функция последней до сих пор не изучена). Спермагенная клетка попадает в пыльцевую трубку, а из нее — в архегоний.

Непосредственно перед оплодотворением спермагенная клетка делится на два спермия (n), один из которых отмирает, а другой сливается с яйцеклеткой (n). Образуется зигота (2n), из которой формируется и растет зародыш благодаря эндосперму — запасу питательных веществ.

Окончательно созревают семена к осени на второй год после опыления, к этому моменту женские шишки увеличиваются в размерах до 6 см. Зеленая окраска меняется на серую, чешуйки расходятся и семена, образовавшиеся из семязачатков, высыпаются. Из семени прорастает взрослое растение — спорофит (2n). Цикл замыкается.

Строение семени

Семя голосеменных состоит из:

• Семенной кожуры

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

• Зародыша

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

• Семядолей

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

• 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).

Фитонциды

Фитонциды (от греч. phyton — растение и лат. caedo — убиваю) — образуемые растениями, биологически активные вещества, убивающие или приостанавливающие размножение других организмов, главным образом — микробов. Обычно выделяются растениями в газообразном виде, к примеру, аллицин у лука и чеснока. Наличие фитонцидов играет крайне важную роль в формировании устойчивости растения к грибным заболеваниям.

Фитонциды имеют медицинское значение, из них изготавливаются некоторые препараты. За лето гектар лиственного леса выделят 2 кг фитонцидов, хвойного — 5 кг, можжевельника — 30 кг! Санатории часто располагаются в сосновых борах, где наблюдается повышенная концентрация фитонцидов. Вдыхание такого воздуха очень полезно при заболеваниях дыхательной системы инфекционной природы (когда возбудителями являются бактерии, грибы).

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.

©Беллевич Юрий Сергеевич

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Сайт по ботанике — Отдел Голосеменные

Голосеменные растения – группа высших семенных растений, у которых семязачатки образуются не внутри завязи пестика, как у цветковых растений, а в шишках, на поверхности чешуй.

Впервые выражение «голосеменные» использовал ботаник Бекетов. А.Н.

Термин «голосеменные» используется для отделения четырех нецветковых, семенных растений от класса «покрытосеменных».

Выделяют 4 отдела:

1. Гинкговидные         
2. Гнетовидные          
3. Саговниковидные   
4. Хвойные                

 

Общие особенности.

1.В отдел входят только древесные формы растений (деревья и кустарники).

2.Большинство являются вечнозелеными растениями (адаптации, повышающие зимостойкость).

3.Не имеют цветков и плодов, семена расположены открыто – в чешуях или шишках (мужские и женские).

4.В древесине отсутствуют настоящие сосуды (адаптация – листья игольчатой формы, для меньшего испарения влаги).

Систематика.

 

 

 

Общее строение.

 

Строение женской шишки сосны.

Весной на верхушках молодых побегов можно увидеть маленькие красноватые шишки. Это женские шишки. Женская шишка состоит из оси, или стержень, на котором располагаются чешуи. На чешуях женских шишек ничем не защищённые, как голые (отсюда название – голосеменные), лежат семязачатки, в каждом из них образуется яйцеклетка.

 

Строение мужской шишки сосны.

На тех же ветках, на которых расположены женские, находятся и мужские шишки. Они располагаются не на верхушке молодого побега, а у их основания. Мужские шишки мелкие, овальные, жёлтые и собраны в тесные группы.

Каждая мужская шишка состоит из оси, на которой также расположены чешуйки. На нижней стороне каждой чешуйке по два пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца – совокупность пылинок, в которых позже образуются мужские половые клетки – спермии.

 

Строение зрелой шишки сосны.

Оплодотворение у сосны происходит через год после попадания пыльцы на женские шишки. А высыпаются семена ещё через полгода, в конце зимы. К этому времени зрелая женская шишка становится бурого цвета и достигает 4-6 см.

Когда чешуи зрелой женской шишки раздвигаются, становится видно, что семена лежат попарно на верхней стороне чешуй, у их основания. Семена лежат, открыто, голо. Каждое семя сосны снабжено прозрачным пленчатым крылышком, обеспечивающее перенесение его ветром.

Процесс опыления и оплодотворения у сосны. (Цикл развития)

Размножение: половое – семенами.

Размножение осуществляется в два этапа: процесс опыления и процесс оплодотворения.

Процесс опыления

·         Пыльца оседает на семязачатки женской шишки.

·         Пыльца проникает внутрь семязачатка через пыльцевход.

·         Чешуи смыкаются и склеиваются смолой.

·         Подготовка к оплодотворению

·         Пыльца, прорастая, образует спермии и пыльцевую трубку.

Процесс оплодотворения

Оплодотворение происходит в семязачатке через 12 месяцев после опыления.

·         Спермий сливается с яйцеклеткой, в результате чего образуется зигота.

·         Из зиготы развивается зародыш.

·         Из всего семязачатка – семя.

Шишка растёт и постепенно одревесневает, цвет её становится бурым. Следующей зимой шишки раскрываются и семена высыпаются. Они могут долго находиться в состоянии покоя и прорастают только в благоприятных условиях.

Очень своеобразно выглядят проростки сосны, когда они только что появились из семени. Это маленькие растеньица, у которых стебелек короче спички и не толще обыкновенной швейной иглы. На верхушке стебелька — пучок лучеобразно расходящихся во все стороны очень тонких иголочек-семядолей. Их у сосны не одна и не две, как у цветковых растений, а гораздо больше — от 4 до 7.

Таким образом, растения, относящиеся к отделу голосеменных, отличаются от всех остальных растений тем, что производят семена. Внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семязачатка и появление семени – главные биологические преимущества семенных растений, давшие им возможность приспособиться к наземным условиям и достигнуть более высокого развития, чем бессемянные высшие растения.

Значение в природе и в жизни человека.

Голосеменные составляют древесный ярус лесов умеренной зоны Они являются поставщиками кислорода и органических веществ, средой обитания животных и их пищей, хорошо очищают воздух не только от грязи, но е и от вредных микроорганизмов, участвующих в круговороте воды и других вен.

Из сердцевины саговника поникшего изготавливают крупу саго Крупные семена сибирского кедра, так называемые \»кедровые орешки\», употребляют в пищу.

Породы деревьев используются как топливо, строительные материалы (вагоностроение, кораблестроение, авиация, изготовление музыкальных инструментов и т.п.).

 Сосновые почки, пихтовое масло, хвоя применяются для изготовления лекарственных препаратов.

 В химической промышленности с голосеменных получают смолы и эфирные масла

Голосеменные являются декоративными и полезащитные растениями. в химической промышленности с голосеменных получают смолы и эфирные масла

Голосеменные являются декоративными и полезащитные растениями.

Шишки сосны | Медик03

Сосна является самой ценной хвойной породой на территории Российского государства. Ее высота достигает до 40 метров. Ствол крепкий, заметен среди других древесных растений своим бурым окрасом. Основание сосны покрыто более толстой корой. Это задумано природой неслучайно.

Плотность коры выполняет защитную функцию растения. Таким образом хвойная красавица спасается летом от перегрева и от возникающих пожаров. Внешне сосна выглядит по-настоящему шикарным деревом. Ее хвоя привлекает внимание своим сочным зеленым цветом.

Она собрана в многочисленные пучки по 2-3 иголки и достигает длиной от 4 до 7 сантиметров. Сами же хвоинки изящные, имеют заметную продольную полоску. В осенний период некоторая доля хвойных иголок опадает.

На оставшуюся часть ложится слой древесного воска. Устьица иголок закрываются, прекращая тем самым дыхание. Это позволяет съэкономить дереву силы на время всего зимнего периода. Чем же еще интересна хвойная красавица?

Шишки сосны. Фото интересных плодов

Трудно найти человека, который не знает, что на сосне растут шишки. Их величину можно сравнить с крупным грецким орехом. Если шишка старая, то она коричневого цвета. На ощупь деревянистая, а ее чешуйки рыхлые и топоращатся в разные стороны.

Немногие знают, что в число самых древних деревьев входит сосна. Обыкновенная шишка с семечками внутри является соплодием вечнозеленого растения. Женские плоды сосны называются мегастробилы, мужские – микростробилы.

Как зарождается шишка

Все начинается с небольшого шарика красного цвета. Это сосновый зародыш, который появляется в мае, когда на сосне из почек начинают пробиваться молодые побеги. В начале своего развития они не покрыты сосновыми иголками.

Вместо них можно увидеть светлые отростки. В их гуще начинают свое развитие молоденькие соплодия. Женская шишка сосны развивается на верхушке хвойного побега.

Обычно к осени соплодия становятся зелеными и немного превышают размер горошины. Примерно в этом положении плоды находятся всю зиму. Весной, когда пробуждается природа, шишки сосны продолжают свое развитие.

Их размер в длину достигает от 3 до 7 сантиметров. К августу соплодия достигают своих обычных размеров – 10-ти сантиметров в длину и 4-х сантиметров в ширину. Весной плоды активно продолжают свое развитие.

Уже к концу лета шишки сосны приобретают свой взрослый цвет – коричневый. Но несмотря на свою зрелость, соплодия еще не раскрываются. Семена пока не могут высыпаться из-за сильно прижатых чешуек Но уже в это

Про шишки…

А вы знали, что у сосны есть мужские шишки и женские?
Я вот не помню, знала или нет… Теперь своими глазами увидела.  Это так интересно!

(источник: Интернет, фото: МОИ)

Мужские и женские шишки отличаются внешне.
Эта вот — мужская шишка


А это женская шишка (две красненькие шишечки на верхушке молодого побега)



Мужские и женские шишки могут расти на одном дереве. Только мужские шишки ниже, а женские на верхушке


Как раз весной, в это самое время, и происходит формирование шишек.

Мужские шишки у сосны образуются в основаниях молодых побегов. Они желтые, мелкие и располагаются группами.


 А наверху шишки — это молодые листья (иглы)

Вот они поближе, а вокруг мужские шишечки.На нижних сторонах чешуй мужских шишек развиваются по 2 пыльцевых мешочка. Внутри мешочков созревает пыльца. Если их тронуть, то они начинают пылить. 
А если не трогать, то сами они пылить начинают в мае. Пыльцевые мешочки раскрываются продольной трещиной и ветер разносит пыльцу.

Это интересно: Когда по весне дерево начинает пылить, все лужи в округе подернуты желтоватой пленкой пыльцы. Пыльцевые зерна у сосны снабжены двумя воздушными пузырями, придающим им настолько большую летучесть, что их обнаруживали над лесом на высоте трех километров и над морем в двух тысячах километрах от берега. Попадая под чешуйки женской шишки, пыльца сохраняется там до будущей весны и лишь тогда опыляет семяпочку.
Шишка созревает на второй год. В холодный осенний день, а то и зимою зрелые побуревшие шишки растопыриваются. Крылатые семена выпадают и медленно опускаются на землю, а ветер разносит их на километры.

Мужские шишки отмирают, выполнив свою работу, а это формируется женская шишка








Летом следующего года женские шишки зеленеют и становятся крупнее







Это, как я думаю, молодой отросток в чешуйке

Иголки сквозь чешуйку пробились


А вот чешуйка не до конца оторвалась и развивается на ветру

В конце зимы женская шишка достигает 4–6 см длины и приобретает бурый цвет. После полного созревания семян, чешуи раздвигаются, высыпающиеся из шишек семена подхватывает ветер и разносит их на большие расстояния.

Эти шишки мы нашли. Две с раздвинутыми чешуйками и одна с закрытыми. 
Все взрослые шишки — женские, мужских не бывает (как я выше писала, они отмирают).



Вокруг было столько красивых цветочков, что не удержалась и их тоже пофотографировала

Целое поле Газаний

Они такие все разные


Газания





Моя любимая травка… Подорожник заячий или Подорожник пушистый Plantago lagopus








Целое поле этого подорожника пушистого




Белый и розовый клевер


Пчелки на «Горошке мышином»


Пчела на розовом клевере




Газания












Полевой цветочек «Синяк подорожниковый»





Подорожниковый синяк во время цветения привлекает большое количество насекомых-опылителей и является источником прекрасного мёда (хотя и говорят, что мёд из этого растения может быть ядовитым, особенно после засухи)

Клевер красный


Клевер розовый


«Дикая Мальва»


Синяк подорожниковый










Похож на «Чернокорень»






Аленький цветочек


Синяк подорожниковый


«Горошек мышиный»


Розовый клевер








Горошек мышиный



 

Какой-то хвойный кустарник с удивительно красивыми цветами
Позже узнала, что это Гревиллея

Вот и всё!

Голосеменные — Kid-mama

Голосеменные — растения, которые, как и покрытосеменные, размножаются семенами, но семена у них лежат открыто (голо) на чешуях женских шишек, а не находятся внутри плода.

У голосеменных есть две особенности, отличающие их от  папоротникообразных:

1. Независимость процесса оплодотворения от воды. Это стало возможным благодаря появлению опыления — переноса мужских спермиев по воздуху к женским семязачаткам.
2. Появление семени, содержащего запас питательных веществ для зародыша, и плотную оболочку — семенную кожуру, защищающую его от неблагоприятных условий.

Благодаря этим особенностям голосеменные смогли селиться даже в засушливых районах, и окончательно завоевали сушу, где и господствовали в палеозойской и мезозойской эрах, вплоть до появления и расцвета покрытосеменных в начале мелового периода.

Некоторые из древних голосеменных сохранились и в наши дни — Гингко и Араукария:

ГингкоАраукария чилийская, ее листья живут до 40 лет!

В настоящее время насчитывается около 700 видов голосеменных, причем большинство из них ( около 600 видов) — хвойные, имеющие многолетние (за исключением лиственницы) игловидные (хвоя) или чешуйчатые листья:

Листья сосны — хвояЛистья можжевельника — чешуйчатые

Среди хвойных есть деревья ( ель, сосна, кедр, пихта, кипарис), есть кустарники ( можжевельник). Встречаются гиганты более 100 м в высоту (секвойя), и карлики, стелющиеся по земле (кедровый стланик — сосна карликовая, можжевельник казацкий).

Хвойные образуют обширные леса в северном полушарии на территории Евразии, Северной Америки и островах Тихого океана, являясь средой обитания для птиц и животных. Они  выполняют важную водоохранную роль и широко используются в промышленности (древесина, смолы) и медицине (эфирные масла).

Рассмотрим строение и размножение голосеменных на примере сосны.

Сосна

Сосна — высокое светолюбивое дерево с мощной стержневой корневой системой, позволяющей ей извлекать воду с большой глубины и выдерживать сильные ветра. Благодаря этому сосна растет на любых почвах — песчаных, каменистых и болотных.  При этом она  закрепляет зыбкие песчаные почвы, образуя на них, дополнительно к глубоким, еще и множество  поверхностных корней.

Нижние боковые ветви у сосны, растущей в лесу, быстро отмирают, так как не выносят тени от соседних деревьев. При благоприятных условиях сосна вырастает высотой до 30-40 метров, и живет до 150-800 лет.

Ствол сосны покрыт чешуйчатой корой, глубже идет слабо развитый луб, камбий и мощная древесина. И древесину, и кору пронизывают радиальные лучи и смоляные ходы. Сердцевина — не развита.

Листья сосны — иглы, собранные по две, живут 2-4 года.

Размножение у сосны происходит только семенами, вегетативного размножения у нее нет.

Весной на молодых побегах появляются шишки : на концах побегов — женские, а у основания других побегов — скопления мужских шишек.

Женские шишки сосныМужские шишки сосны

На чешуях мужских шишек развивается по два пыльника (микроспорангия), в которых образуются споры. Прямо в пыльниках споры прорастают, образуя мужское поколение ( гаметофит) — пылинку, несущую два спермия. У пылинки сосны имеется два воздушных пузырька, облегчающие ее перенос ветром

Пылинка сосны

На верхней стороне чешуек женской шишки образуется по два семязачатка (мегаспорангия). В них образуются споры, одна из которых прорастает, образуя женский гаметофит , несущий две яйцеклетки. Для того, чтобы образовалось семя, необходимо опыление и оплодотворение. Опыление — это перенос пылинки ветром на лежащий открыто (голо) семязачаток. После этого женская шишка зеленеет, ее чешуи разрастаются,  плотно смыкаются и запечатываются смолой. Пылинка  до следующего лета остается в состоянии покоя.

Женская шишка после опыления

Через год пылинка начинает прорастать — у нее образуется пыльцевая трубка, по которой спермии перетекают к яйцеклетке, и один из них сливается с ней. Образуется зигота, из которой развивается зародыш. Ткани женского гаметофита, окружающие зародыш, накапливают питательные вещества и превращаются в эндосперм, а  весь семязачаток — в семя. 

Сверху семя покрыто плотной оболочкой — семенной кожурой, под ней — пленчатой оболочкой. Семя сосны имеет легкое крылышко. После созревания семян шишка раскрывается, и семена разносятся ветром.

Зрелая раскрывшаяся шишка через 12-13 месяцев после оплодотворения.

Схематично жизненный цикл сосны представлен ниже:

Жизненный цикл сосны

Подобным способом размножаются все голосеменные.

У разных представителей класса хвойных листья, шишки и семена выглядят по-разному:

У ели листья — хвоинки короткие, жесткие, сидят на ветвях по одной, живут до 7-10 лет

Женские (фиолетовые) и мужские (зеленые) шишки елиВетка ели с женскими зрелыми шишками

У сосны сибирской — кедра, семена крупные, с большим запасом питательных веществ — кедровые орешки:

Кедр — сосна сибирскаяКедровые орешки

В тропическом и субтропическом климате северного полушария растут высокие (до 30 м) стройные кипарисы с чешуйчатыми листьями:

КипарисЗрелые шишки кипариса

У родственника кипариса — можжевельника, листья могут быть игловидными или чешуйчатыми, шишки созревают на второй год и представляют собой шишкоягоды — нераскрывающинся, с мясистыми плотно сомкнутыми чешуями, внутри — от 1 до 10 семян:

Можжевельник с шишкоягодами

 

 

 

 

 

 

Как растут сосновые шишки? | Здоровье Сердца

Оглавление [Показать]

Сосна является самой ценной хвойной породой на территории Российского государства. Ее высота достигает до 40 метров. Ствол крепкий, заметен среди других древесных растений своим бурым окрасом. Основание сосны покрыто более толстой корой. Это задумано природой неслучайно.

Плотность коры выполняет защитную функцию растения. Таким образом хвойная красавица спасается летом от перегрева и от возникающих пожаров. Внешне сосна выглядит по-настоящему шикарным деревом. Ее хвоя привлекает внимание своим сочным зеленым цветом.

Она собрана в многочисленные пучки по 2-3 иголки и достигает длиной от 4 до 7 сантиметров. Сами же хвоинки изящные, имеют заметную продольную полоску. В осенний период некоторая доля хвойных иголок опадает.

На оставшуюся часть ложится слой древесного воска. Устьица иголок закрываются, прекращая тем самым дыхание. Это позволяет съэкономить дереву силы на время всего зимнего периода. Чем же еще интересна хвойная красавица?

Трудно найти человека, который не знает, что на сосне растут шишки. Их величину можно сравнить с крупным грецким орехом. Если шишка старая, то она коричневого цвета. На ощупь деревянистая, а ее чешуйки рыхлые и топоращатся в разные стороны.

Немногие знают, что в число самых древних деревьев входит сосна. Обыкновенная шишка с семечками внутри является соплодием вечнозеленого растения. Женские плоды сосны называются мегастробилы, мужские – микростробилы.

Все начинается с небольшого шарика красного цвета. Это сосновый зародыш, который появляется в мае, когда на сосне из почек начинают пробиваться молодые побеги. В начале своего развития они не покрыты сосновыми иголками.

Вместо них можно увидеть светлые отростки. В их гуще начинают свое развитие молоденькие соплодия. Женская шишка сосны развивается на верхушке хвойного побега.

Обычно к осени соплодия становятся зелеными и немного превышают размер

Практическая работа «Строение мужских и женских шишек, пыльцы и семян сосны»

Само название «голосеменные» говорит о незащищённости семени этих растений.Учёные считают, что голосеменные произошли от древних вымерших разноспоровых семенных папоротников, отпечатки которых находят в глубоких слоях земной коры.Голосеменные — самая древняя группа семенных растений. Они появились на Земле свыше 350 млн. лет назад, задолго до возникновения покрытосеменных. Этому предшествовало несколько важных эволюционных событий, которые произошли в течение девонского периода: возникла разноспоровость, появились камбий и древесные формы.Расцвет флоры голосеменных относится к концу палеозоя и мезозою. Это была эпоха горообразования, когда поднимались материки, а климат становился суше. С середины мелового периода голосеменные начали вытесняться цветковыми растениями.

Что делать. Найдите на ветке сосны мужские шишки (они имеют жёлтую окраску).

Что делать. Найдите пыльцу.

Что делать. Рассмотрите пыльцу под микроскопом.

Что наблюдать. Найдите располагающие по бокам пылинки воздушные пузырьки (они позволяют держаться пыльце в воздухе).

Что делать. Рассмотрите внешний вид женской шишки первого года (она имеет красноватую окраску).

Что делать. Рассмотрите зрелую женскую шишку. Осторожно отогните пинцетом одну чешуйку и выньте семя, лежащее на ней.

Что делать. Рассмотрите семя. Найдите крылышко (с его помощью семена переносятся ветром на большие расстояния).

Что наблюдать. Проследите, как падает крылатое семя сосны вниз.

Подготовьтесь к отчёту. Выполните рисунки: мужская и женская шишка, пыльца сосны, траектория падения семени.

Ответить на вопрос: почему сосну и другие хвойные растения относят к отделу голосеменных.

Презентация

.ppt

Строение мужских и женских шишек, пыльцы и семян сосны