Биология

Введение

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

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.

Рис. 1. Иголки сосны (Источник)

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

Рис. 2. Пример корней сосны 

Семена сосны приспособлены для размножения в сухом и холодном климате.

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.

Рис. 3 Мужские шишки сосны обыкновенной (Источник)

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

Рис. 4. Женские шишки сосны обыкновенной (Источник)

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).

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).

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.

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).

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.

 

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).

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).

Рис. 11. Созревшее семя сосны

Семя является третьим поколением сосны.

 

Список литературы

1. Био­ло­гия. Бак­те­рии, грибы, рас­те­ния. 6 кл.: учеб. для об­ще­об­ра­зо­ват. учре­жде­ний / В.В. Па­сеч­ник. – 14-е изд., сте­рео­тип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.

2. Ти­хо­но­ва Е.Т., Ро­ма­но­ва Н.И. Био­ло­гия 6. – М.: Рус­ское слово.

3. Ис­а­е­ва Т.А., Ро­ма­но­ва Н.И. Био­ло­гия 6. – М.: Рус­ское слово.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет портал «Прекрасный мир растений» (Источник)

2. Интернет портал «Биология. Электронный учебник» (Источник)

3. Интернет портал»Bono esse» (Источник)

 

Домашнее задание

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)?