Высшие семенные растения. общая характеристика. отдел голосеменные и отдел покрытосеменные

Заболевания и вредители панкрациума

Взрослое растение

Рассмотрим развитие голосеменных на примере сосны обыкновенной. Сосна – вечнозелёное дерево, обычно живущее 100-300 лет, но иногда доживающее и до 500-600.

Взрослое растение является спорофитом. Это значит, что на нём развиваются споры. Органы, в которых созревают споры, называются спорангиями и находятся в шишках.

Рис. 1. Мужские и женские шишки сосны.

Женские шишки первого года красного цвета, мужские – обычно жёлтые. Мужские споры в мае и в начале июня высыпаются из спорангиев и переносятся ветром на женские шишки. Споры очень многочисленны и легки, т. к. содержат воздухоносные клетки.

Рис. 2. Пыльца сосны под микроскопом.

Общепринятая классификация

До недавних пор голосеменные представители в типологии выделялись в отдельный раздел. Изначально они приписывались к отделу семенных, после чего начали относиться к сосудистым растениям. В класс голосеменных включаются хвойные и некоторые уже вымершие представители.

Внешне и функционально они кардинально отличаются от покрытосеменных, но ученые на основании добытых ископаемых, склонялись к мнению, что цветковые и папоротникообразные взяли свое начало именно от голосеменных предков.

С этими утверждениями не совпадают исследования ДНК, указывающие на то, что описываемые растения входят в морфологическую группу. В настоящее время их принято разделять на:

• гнетовые;
• гинктовые;
• цветковые;
• хвойные;
• саговниковые.

Каждый вид отличается особенными признаками. Различным является и их внешнее строение.

https://youtube.com/watch?v=keFja6MuqEc

Защищаем от морозов

В регионах, где зимние холода могут пагубно повлиять на зимовку цветов, садоводы укрывают клумбы с тюльпанами дополнительными утепляющими материалами: полиэтиленовой пленкой, мешковиной, соломой или камышовыми матами.

Перед тем, как укрыть растения на зиму, над ними сооружают каркасы из проволоки, шифера или веток, чтобы создать пространство против скапливания конденсата.

Что такое голосеменные растения

Растительное царство подразделяется на низших и высших представителей. Последние делятся на споровые и семенные

Первые можно часто встретить в лесу (папоротник), они обращают на себя внимание большой формой и не имеют ярких цветов. Вторые — являются господствующей, самой распространенной группой среди высших растений

Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными.

Признаки

Эти растения не образуют плодов, являются наземными. Если классифицировать их по жизненным формам, то чаще это деревья.

Самые многочисленные представители — хвойные:

• сосна;
• ель;
• можжевельник;
• пихта;
• лиственница и другие.

У большинства растений листья имеют игольчатую форму, а сверху покрыты восковой кожицей, благодаря чему получили название — хвоя. Такая форма не позволяет влаге испаряться, поэтому растения могут произрастать в неблагоприятных условиях. Хвойные образуют леса в зонах с умеренным климатом.

В качестве самостоятельного органа лист впервые появился у голосеменных. Он обладает определенными характеристиками, специфическими для этого отдела.

Виды листьев:

• чешуйки (кипарис);
• иголки (пихта);
• перистый (саговник);
• двулопастный (гинкго);
• длинный до 8 м (вельвичия).

В целях снижения объемов испаряемой жидкости устьица глубоко погружены в ткань, сами листья покрыты кутикулой. Дерево не обновляет их ежегодно. Каждая хвоинка способна прожить от трех до пяти лет, а листья вельвичии существуют, пока живет само растение, высыхая на концах и вновь отрастая у основания.

Стебель или ствол покрыт корой, имеются четкие годичные кольца. Большинство выделяют смолу — фитонциды, губительные для бактерий. Шишки являются видоизмененными побегами.

Функции

Это группа высших семенных, следующая за папоротниками и хвощами, она предшествует покрытосеменным на пути эволюционного развития растений

Способность гамет сливаться без участия воды — важное приобретение голосеменных, которое способствовало их широкому расселению и продвижению вглубь материков

Развитие семени внутри стробилы за счет запаса питательных веществ обеспечило его сохранность и жизнестойкость. Таким образом голосеменные демонстрируют новые, по сравнению со споровыми, механизмы выживания и расселения по суше.

Отличие от других видов

Основным отличием, по которому представители этого отдела растительного царства получили свое название, является отсутствие околоплодника.

Завязь семян развивается в пазухах чешуек шишек или шишкоягод (можжевельник). Опыление происходит с помощью ветра. Семена лежат открыто на чешуйках, после созревания высыпаются.

Плауновидные

Плауны — высшие споровые многолетние травянистые лесные растения размером от нескольких десятков сантиметров до 3 м, внешне напоминающие некоторые виды мхов. Насчитывают около 400 видов. Основная жизненная форма — диплоидный спорофит.

Особенности строения. Плауны имеют стелющиеся и приподнимающиеся, дихотомически ветвящиеся побеги. Листья простые, цельные, мелкие, сидячие, линейно-шиловидные, располагаются поочередно, иногда дихотомически.

Размножаются спорами, образующимися в результате мейоза и содержащих гаплоидный набор хромосом. Споры созревают в спороносных колосках — стробилах, образующихся на верхушках побегов и имеющих длину 15-20 см. Споры имеют тетраэдрическую форму и две оболочки — внутреннюю и наружную (шиповатую). Из споры прорастает гаметофит — заросток. Живет он частично или полностью под землей до 15 и более лет, питаясь благодаря симбиозу с грибами. После его появления над землей на нем формируются антеридии и архегонии. При наличии капельно-жидкой среды сперматозоид из антеридия проникает в архего-ний, где происходит оплодотворение. Образуется зигота, из которой прорастает зародыш спорофита, который после укоренения начинает существовать самостоятельно.

Значение. Споры плаунов используются в медицине при лечении пролежней и в качестве детской присыпки. Древовидные формы, существовавшие в карбоне, внесли значительный вклад в формирование залежей каменного угля.

Механизмы размножения голосеменных и покрытосеменных растений

Половое размножение — основной способ для обеих групп. Он позволяет растениям передавать наследственные признаки и приобретать новые свойства. Новый организм несет в себе свойства обоих родителей, так как образуется в результате слияния женских и мужских половых клеток (гамет). Несмотря на единый механизм, размножение голосеменных и цветковых имеет свои особенности.

Схема, с помощью чего происходит

Основную часть группы голосеменных составляют хвойные деревья, поэтому их размножение рассматривают на примере сосны обыкновенной.

Большинство видов имеют на одном дереве шишки обоих полов: мужские и женские. Первые растут группами у основания веток. Вторые — по одной на концах. Размножения происходит в несколько этапов:

1. В пыльце мужских шишек созревает мужской гаметофит со спермиями, в пыльце женских — женский гаметофит с яйцеклетками.
2. В конце весны мужские пыльцевые зерна сосны созревают и высыпаются. Ветер разносит пыльцу, и она оседает на женских шишках.
3. На чешуях женских шишек находятся семязачатки. Когда пыльца попадает на них, чешуи смыкаются. Происходит опыление.
4. На следующий год происходит оплодотворение. В мужской пыльце образуется два спермия, в женской — яйцеклетка. Она сливается с одним спермием — образуется зигота. Второй спермий погибает.
5. Зигота развивается в зародыш. Он формируется за счет питательных веществ материнского растения.
6. Зародыш вместе с питательными веществами и защитными оболочками образует семя.
7. Примерно через год семена созревают. Женские шишки раскрываются. Семена выпадают наружу.

Размножение покрытосеменных происходит в следующей последовательности:

1. Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) созревает в пыльце тычинок, женский — в пестике.
2. Пыльцевое зерно попадает на пестик и прикрепляется к его рыльцу.
3. Оно развивается в пыльцевую трубку, которая прорастает внутрь завязи.
4. Мужской гаметофит делится и образует два спермия.
5. Один из них сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение и образуется зигота.
6. Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Они образуют эндосперм.
7. Зигота делится и превращается в зародыш. Эндосперм служит для него источником питательных веществ. Зародыш и эндосперм вместе образуют семя.
8. Семя созревает, завязь пестика разрастается и превращается в плод.

Таким образом, в отличие от голосеменных, у цветковых растений оплодотворение сопровождается двумя слияниями, поэтому такой способ называют двойным оплодотворением.

Женский гаметофит

Женские споры не вылетают из шишек, а прорастают там, где образовались, внутри спорангиев.

ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой

Проросшая женская спора образует заросток с двумя архегониями (органами, в которых развиваются яйцеклетки). Таким образом, заросток, – это гаметофит.

Заросток находится внутри спорангия (семязачатка), и является новым поколением сосны. Для будущего зародыша сосны он является материнским организмом.

Мужской гаметофит сосны, – это пыльца, так как из её антеридиальной клетки образуются спермии (мужские гаметы). Про такой гаметофит, сокращённый до одной клетки, говорят, что он сильно редуцирован.

В культуре

Что такое гаметофит и спорофит в биологии

Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому.

Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений.

Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.

Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы.

Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.

Гаметы бывают двух видов:

1. Мужские гаметы.

   Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.

2. Женские гаметы,

   представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.

У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.

Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность.

Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.

Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных.

Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.

Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.

Основные отличия в размножении покрытосеменных и голосеменных растений

Исключительностью покрытосеменных считается наличие цветка, в котором появляются и проклевываются споры, образуя женское и мужское половое поколение с гаметами, а также осуществляется опыление, гиногенез и развитие семян. У покрытосеменных гаметофитов семена образуются в пестиках и тычинках, а не в шишках, как у голосеменных. У покрытосеменных семязачатки образуются внутри пестика, в отличие от голосеменных. Благодаря этому они надежно спрятаны и защищены от плохих условий окружающей среды. После оплодотворения образуется семя из семязачатка, а плод возникает из нижней части пестика. Следующим отличием является двойное оплодотворение цветковых, т. е. эндосперм у них образуется после, а у голосеменных до оплодотворения. Кроме того, вегетативный партеногенез есть только у покрытосеменных. Таким образом, жизненный цикл покрытосеменных несколько иной, чем у голосеменных представителей растительного мира.

Сосна — рецепты

Настой сосновых почек

2 ст.л. сухих измельченных почек залить 1-2 стаканами кипятка. Настаивать 2 часа в термосе. Процедить. Принимать 3-4 раза в день как отхаркивающее и мочегонное.

Отвар сосновых почек

10 г сосновых почек залить 1 стаканом горячей воды, закрыть крышкой и держать на кипящей водяной бане 30 мин. Охладить в течение 10 мин, процедить и отжать оставшееся сырье. Полученный отвар долить кипяченой водой до первоначального объема , принимать в течение дня небольшими порциями. Принимают при водянке, ревматизме, хронических воспалениях бронхов, астме.

Молоко с пыльцой

1 ч.л. пыльцы сосновой залить 1 стаканом горячего молока, размешать. Принимать 1 раз в день. Принимают при гипертонии, ревматизме и как общеукрепляющее.

Хвойный напиток

4 стакана молодой хвои промыть и измельчить ножницами и растереть, залить 2 стаканами холодной кипяченой водой. Настаивать 2 часа в темном прохладном месте. Процедить. Для вкуса можно добавить немного меда. Употреблять сразу же, пока напиток не потерял витамины.

1 стакан хвойного напитка по содержанию витаминов равен 5 стаканам томатного сока и 5 стаканам лимонного сока.

Сосновый мед

1 часть свежих мытых почек залить 2 частями воды. Нагреть на слабом огне в эмалированной кастрюле с закрытой крышкой. Кипятить 15-20 минут. После этого, довести кипятком до первоначального объема. Полностью остудить. Процедить. Добавить 2 части сахара, довести до кипения, иногда помешивая. Сироп хранить в стеклянной банке.

Принимают сосновый мед по 1 столовой ложке при кашле. Сосновый мед помогает восполнить недостаток витамина С.

Заготовка сосновых шишек

Шишки высушить в тени. Употреблять как чай. 1 ст.л. шишек залить 2 стаканами кипятка. Принимают при чахотке, грудных болезнях.Принимать утром и вечером по 1 стакану.

Отвар из сосновых почек и хвои молодых веток

5 г сбора залить 1 стаканом горячей кипяченой водой, варить на медленном огне 20 минут. Процедить. Принимать по 1 ст. ложке 3 раза в день. Принимают при бронхите.

Настой почек

1 ст. ложку почек вечером засыпать в термос, залить 0,5 л кипятка. Принимать за 20-30 минут до еды, 3-4 раза в день. Принимают при бронхите.

Ванны

Взять хвою, веточки, шишки и залить холодной водой, кипятить 30 минут. Настаивать 12 часов в закрытом сосуде. Применяют для лечения нервных и сердечно-сосудистых заболеваний.

Отвар хвои

3-5 ст.л. измельченной свежей хвои залить 0,5 л кипятка. Варить на слабом огне, 10 минут. Настоять 12 часов. Процедить. Принимать в равных порциях в течении дня. Принимать при онкологических заболеваниях онкологической сферы, рассеянном склерозе, болезнях почек, болезнях сердечно-сосудистой системы.

Применение живицы

На язву или рану налить жидкой смолы живицы, перебинтовать. Менять несколько раз в течение 2–3 суток. Если живица сухая, ее нужно растворить в 90% — ном спирте. Делается это так: смолу перебрать, сложить в стеклянную баночку. Залить 90% — ным спиртом (спирт должен покрывать живицу на 1 см), через несколько дней смола растворится. Применяют при катаре, язве желудка, раке желудка, фурункулезе.

Лекарство от радиации («золотой» рецепт профессора Ефимова)

Взять горсть хвои (30-50 г) – лучше с концевых веточек сосны. Залить в эмалированной посуде 2 л воды. Добавить 1 ст. ложку размельченной шелухи лука и 1 ч. ложку мелко нарезанного солодкового (лакричного) корня или его порошка, кипятить на слабом огне 20 мин. Затем добавить 2 ст. ложки размятых плодов шиповника и кипятить еще полминуты. Поставить под одеяло или налить в термос на 10–12 ч, потом процедить, довести до кипения, остудить. Пить без нормы, без определенных правил. В течение 48 ч нужно выпить от 1 до 5 л. Этот рецепт предупреждает не только лучевую, но и многие другие болезни, выводит шлаки, дает эффект витаминизации весной.

При язве желудка и двенадцатиперстной кишки

В течении 1,5 месяцев принимать смолу сосны. В конце второй недели довести прием смолы до 5 г в сутки и в таком количестве принимать до конца курса. При этом воду пить только талую.

При заболеваниях органов дыхания

• Сосновые почки (1 часть)
• Листья подорожника (1 часть)
• Мать-и-мачеха (1 часть)

2 чайные ложки сбора залить 1 стаканом холодной воды и настаивать 1 час. Затем кипятить 5 минут. Процедить. Принимать по 0,3 стакана 3 раза в день, то есть 1 стакан в день.

При бронхиальной астме, инфекционных заболеваниях бронхов, коклюше

• Сосновые почки — 40 г
• Подорожник большой, листья  — 30 г
• Мать-и-мачеха — 30 г

2 столовую ложку сбора залить 1 стаканом кипятка. Настаивать 20 минут. Процедить. Принимать по 1/4 стакана 3 раза в день.

Строение цветка

Цикл покрытосеменных растений – это чередование поколений гаметофита (полового) и спорофита (бесполого), который представлен обычным растением, состоящим из стебля, корня, листьев и цветка.

Венчик из лепестков последнего и зеленые чашелистики – это защита для женской части цветка (пестика) и мужской (тычинок). Пестик включает в себя рыльце, столбик и завязь с яйцеклеткой. Тычинки наделены способностью производить пыльцу, которая, попав в завязь, оплодотворяет яйцеклетку. В результате образуется семечко. Плод, защищающий семя и позволяющий ему распространяться, возникает из завязи.

Подготовка семян редьки черной зимней к посеву

Для ускорения всходов и получения ровных корнеплодов редьки черной зимней, целесообразно проводить посев заранее подготовленными семенами. Способы подготовки семян редьки к посеву включают:

• замачивание;
• проращивание;
• инкрустацию;
• барботирование.

Замачивание семян редьки проводится на срок от 6 до 12 часов в воде комнатной температуры, которую необходимо менять каждые 3-4 часа. Эта процедура позволяет получить набухшие семена, которые прорастут одновременно за 3-4 дня.

Для проращивания семян редьки можно воспользоваться мягкой тканью или ватными тампонами, которые следует обильно смочить и поместить внутрь ткани или между тампонами набухшие семена редьки

При появлении проростков семена осторожно высевают на грядку. Посев пророщенными семенами можно проводить сразу по нужной схеме, поскольку заведомо известно, что они все взойдут примерно через 3-4 дня, а корнеплоды будут одинакового возраста и размера

Инкрустацию семян можно проводить органическими удобрениями, обволакивая каждое отдельное семя и создавая оболочку из хорошо перепревшего навоза или куриного помета, которая обеспечит молодые растения питательными веществами в легко доступной форме. Для этого семена смачивают из пульверизатора и слегка присыпают субстратом, затем скатывают каждое семя в шарик и дают высохнуть. Этот метод позволяет значительно экономить семена.

Барботирование семян редьки позволит насытить их кислородом и добиться сильных равномерных всходов. Для этого семена помещают в стакан с водой, куда опущен шланг от аквариумного компрессора.

Циклическое развитие

Жизненный цикл сосны берет свое начало в материнских клетках, когда появляются маленькие споры в результате редукционного разделения. В них формируется пыльца, переносимая ветром к женским шишкам и проникающая внутрь семяпочек. Когда завершается процесс опыления, на стробиле чешуйки склеиваются посредством смолы.

От начала опыления и до окончания оплодотворения обычно проходит 1 год, чуть больше. Продолжительное время необходимо для появления эндодерма в семяпочке и достижения позеленевшей почкой размера в 3−4 см. Непосредственно перед оплодотворением происходит деление спермагенного образования на 2 спермия, один из них сливается с яйцеклеткой.

На выходе создается зигота, дающая начало зародышу, питающемуся эндоспермом. На протяжении следующего года стробилы женского пола достигают 6 см с окончательным созреванием семян. В этот период наступает разделение чешуек, после чего семена высыпаются. Из последних прорастают молодые побеги, чем и завершается циклическое развитие.

Голосеменные растения характеризуются довольно сложным жизненным циклом. Поколения гаметофита и спорофита различны между собой. Из-за особенностей всего поэтапного развития такие представители флоры проходят быстрый процесс размножения в сравнении с аналогичными споровыми растениями.

Заключение

Известно более 350 семейств, около тринадцати тысяч родов и более трехсот тысяч видов покрытосеменных растений. Эти автотрофные организмы являются важным компонентом оболочки Земли.

Цветковые растения доминируют над голосеменными. Они дают возможность существовать животному миру. Доказано, что некоторые группы животных зародились только после того, как Землю заполонили покрытосеменные растения. Это, пожалуй, единственная группа, представленная среди высших растений, экземпляры которой смогли заново освоить морскую среду, т. е. вместе с водорослями в соленой воде обитают различные виды цветковых.