Отдел голосеменные. Общая характеристика, классификация, представители, значение для человека

Общая характеристика

Древняя группа растений, размножаются семенеми. Разноспоровые. Микроспоры образуются в микроспорангиях, находящихся на микроспорофиллах, а мегаспоры - в мегаспорангиях на мегаспорофиллах. Микро- и мегаспорофиллы (спороносные листья) собраны в стробилы (шишки). У большинства голосеменных (кроме беннеттитовых) стробилы однополые. Стробилы, образованные только из микроспорофиллов, называют микростробилами, а из мегаспорофиллов - мегастробилами. Стробилы могут быть одиночными, но чаще образуют собрания.

Голосеменные размножаются семенами, которые расположены открыто на чешуях шишки. Семена возникают из семязачатков, лежащих на семенных чешуях хвойных или на мегаспорофиллах у других голосеменных.

Один из наиболее важных признаков всех голосеменных - наличие семязачатка (семяпочки). Мегаспорангий в семязачатке - нуцеллус, окруженный защитным покровом - интегументом. Семязачатки открыто расположены на семенных чешуях (мегаспорофиллах) и дают после оплодотворения семена - орган размножения голосеменных растений.

Классификация

Классы:

1) Семенные папоротники (Legiяopteridopsida) - вымершие

2) Саговники (Cycadopsida) - саговник поникающий

3) Беннеттитовые (Beяяettitopsida) - вымершие

4) Гинкговые (Gimkgoopsida) – 3 семейтва: гинковые (гинкго двулопастной), эфедровые (эфедра хвощевая), вельвичиевые (вельвичия удивительная)

5) Гнетовые (Gяetopsida)

6) Хвойные (Piяopsida)

Значение: смола для лечения ран и ожогов, пихта - источник камфоры, некоторые содержат алкалоиды.

 

Цикл развитияголосеменных растений (на примере сосны обыкновенной)

Женские шишки состоят из оси и семенных чешуй, на верхней стороне которых развивается по 2 семязачатка. Семязачаток состоит из нуцеллуса, покрытого интегументом, в котором имеется отверстие – микропиле. Внутри нуцеллуса путем мейоза образуются 4 мегаспоры, 3 из них отмирают, а одна прорастает в женский гаметофит – зародышевый мешок, в котором образуются 2 яйцеклетки.

Мужские шишки после производства пыльцы быстро засыхают и опадают с ветвей. Пыльцевое зерно содержит мужской гаметофит, состоящий из двух клеток – вегетативной и генеративной. Опыление происходит с помощью ветра в начале лета. Пыльца прилипает к капле клейкой жидкости, которая выделяется в области микропиле, вегетативная клетка начинает удлиняться в пыльцевую трубку, чешуи женских шишек смыкаются.

В начале весны происходит оплодотворение: генеративная клетка делится с образованием двух спермиев, которые движутся по пыльцевой трубке и сливаются с яйцеклетками. Одна из двух зигот отмирает, а другая развивается в зародыш нового спорофита. Женский гаметофит превращается в гаплоидный эндосперм (запасающую ткань), интегумент превращается в семенную кожуру, таким образом, семязачаток превращается в семя. Зимой третьего по счету года семена высыпаются из шишек.

Цветок, строение и функции. Примеры растений, у которых цветок является лекарственным сырьем.

Цветок - орган семенного размножения покрытосеменных растений. Он представляет собой видоизмененный укороченный спороносный побег ограниченного роста, приспособленный для образования микро- и мегаспор, гамет и для перекрестного опыления. От шишки голосеменных растений цветок отличается тем, что у него в результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика, а не на семязачаток непосредственно, и при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи.

По месторасположению цветок бывает верхушечным или боковым, т.е. выходящим из пазухи прицветного листа (прицветника). Цветок состоит из следующих частей:

• стеблевой (цветоножки, цветоложа);

• листовой (чашелистиков, лепестков);

• генеративной (тычинок, пестиков).

Цветок прикрепляется к стеблю посредством цветоножки. Если цветоножка укорочена или отсутствует, то цветок называют сидячим. Верхнюю расширенную часть цветоножки, к которой прикрепляются все части цветка, называют цветоложем. Цветоложе имеет различную форму:

- плоскую (пион);

- выпуклую полушаровидную (лютик, ветреница);

- удлиненную коническую (магнолия, горицвет, малина, земляника, гравилат);

- вогнутую (миндаль) (рис. 7.2).

У некоторых растений в результате срастания цветоложа и нижних частей покрова и тычинок образуется гипантий. Гипантий имеет различную форму:

- блюдцевидную (смородина альпийская);

- шаровидную (роза морщинистая);

- кувшинчатую (роза коричная);

- бокаловидную (мушмула японская, таволга дубровколистная);

- воронковидную (вишня мелкоплодная).

Гипантий участвует иногда в образовании плода (шиповник) и характерен для представителей семейства розовых.

Одни части цветка считаются стерильными - чашелистики, лепестки, а другие репродуктивными - пестики и тычинки. Стерильные части выполняют защитную функцию и иногда могут частично или полностью отсутствовать, а репродуктивные приспособились к спороношению. Цветок, содержащий тычинки и пестики, называют обоеполым. Большинству покрытосеменных (свыше 70%) свойственны обоеполые цветки. Однако цветки могут быть и однополыми, содержащими или только тычинки, или только пестик.

 

Околоцветник

Эта стерильная часть цветка служит его покровом, защищающим более нежные части - тычинки и пестики. Околоцветник называют двойным, если он состоит из чашечки и венчика, или простым - чашечковидным либо венчиковидным, состоящим и в том и в другом случае из однородных листочков (рис. 7.3).

Чашечка (Calyx - Са) состоит из совокупности чашелистиков, образующих наружный круг околоцветника. В формуле цветка чашелистики стоят на первом месте. Они возникли в процессе эволюции из верховых листьев. Чашелистики покрыты эпидермой с кутином, для которой характерно наличие устьиц и трихом. Чашечка может быть раздельнолистной, состоящей из свободных чашелистиков (лютик, вишня), и сростнолистной - из сросшихся между собой на большем или меньшем протяжении чашелистиков (картофель, наперстянка, горох). В сростнолистной чашечке выделяют трубку чашечки, зубцы, или лопасти, и доли в зависимости от степени срастания чашелистиков. Если любые части цветка срастаются, то в формуле цветка количество срастающихся элементов берется в скобки. Чашечка называется двугубой, если она расчленена на две неравные части, каждая из которых именуется губой (шалфей, шлемник). Если чашечка имеет два круга чашелистиков (земляника, лапчатка), наружный круг называют подчашием.

 

Главная функция чашечки - защита внутренних частей цветка до раскрывания бутона. Как правило, чашечка сохраняется и во время цветения, но иногда опадает при распускании цветка (маковые). У многих растений она остается при плодах и после цветения: например, у яснотковых она служит вместилищем для дробного плода, а у астровых превращена в хохолок (паппус), способствующий переносу плодов ветром. Чашечка, как правило, зеленого цвета, но иногда ярко окрашена и выполняет роль венчика, который в этом случае нередко редуцирован до нектарников (живокость, аконит, морозник). Иногда чашечка развита слабо (например, в семействах зонтичных, сложноцветных, валериановых).

Венчик (Cjrjlla), состоящий из совокупности лепестков, образует следующий за чашечкой круг в цветке и в формуле цветка обозначается Со. Венчик может быть свободнолепестным и спайнолепестным. Обычно он ярко окрашен, что привлекает насекомых-опылителей и создает облик цветка. В процессе эволюции лепестки произошли из потерявших пыльники тычинок. Примером, иллюстрирующим превращение тычинок в лепестки, может служить цветок кувшинки белой, или водяной лилии (рис. 7.4). Чашечка у нее состоит из четырех чашелистиков, а венчик - из большого числа лепестков, которые по направлению к центру становятся более узкими и уменьшаются в размерах. Самые внутренние лепестки представляют собой переходные к тычинкам формы. Далее следует большое количество тычинок, у которых по направлению к центру цветка тычиночные нити и связник становятся все более узкими. Таким образом, между самыми наружными из лепестков и самыми внутренними тычинками существуют все переходные формы. У лепестков могут развиваться различные трихомы, простые и железистые волоски, чешуйки и др.

 

Простой чашечковидный околоцветник (семейство злаковых) состоит из зеленых листочков, венчиковидный (тюльпан) - из листочков, окрашенных в любой другой цвет. Простой околоцветник (Р) может быть раздельнолистным (тюльпан, лук, ветреница) и сростнолистным (ландыш, купена).

Околоцветник может быть редуцирован и представлен в виде щетинок (камыш), волосков (пушица) или же отсутствует (ива, тополь). Цветок, лишенный покрова, называют беспокровным, или голым. Редукция околоцветника, как полагают, связана с приспособлением к ветроопылению