Насіннєві рослини

Згадайте будь-яку культурну рослину: картопля, пшениця, морква, цибуля… Усі вони відносяться до насіннєвих. А які дерева ми побачимо, якщо підемо до лісу по гриби? Ялина, сосну, березу — і це також насіннєві рослини. Серед усіх рослинних форм життя (трав, чагарників чи дерев) першими на думку спадають представники насіннєвих рослин: ця група займає панівне становище серед сучасної флори Землі. А чому ви дізнаєтеся при прочитанні цієї статті.

Загальна характеристика

До насіннєвих рослин належать представники наступних відділів.

Якщо при згадці цього відділу ви подумали про ялинку чи сосну, то ви маєте рацію, адже найвідоміший клас серед Голосіменних — Хвойні.

Інша назва цього відділу - Квіткові. Відразу можна згадати безліч прикладів таких рослин: троянда, яблуня, тюльпан, астра.

Для цих двох відділів характерний ряд загальних ознак.

Це набагато ефективніше, ніж розмноження суперечками.

Суперечка у рослини утворюється набагато більше, ніж насіння. Маленькі та легкі суперечки, що складаються з однієї клітини, зовсім не мають запасу поживних речовин, тому вони швидше поширюються вітром на великі відстані. Додатковий захист суперечка забезпечує щільна оболонка, яка дозволяє суперечкам пережити несприятливі умови.

Насіння - це багатоклітинний орган, що включає зародок майбутньої рослини, запас поживних речовин (ендосперм) для його розвитку та насіннєву шкірку. Ці структури роблять насіння набагато крутішим органом розмноження, ніж суперечки.

Щоб отримувати потрібні елементи з ґрунту, зародку спочатку необхідно «відростити» корінець та листя, але для цього теж потрібна енергія.Її можна отримати з ендосперму — своєрідної «комори», яку дбайливо заповнила батьківська особина для майбутнього потомства.

1. У життєвому циклі переважає безстате покоління — спорофіт

На спорофіті в період розмноження дозріває гаметофіт (статеве покоління). Щоб краще розібратися з поняттями.гаметофіт» та «спорофіт», Читайте статтю «Спорові рослини».

Жіночий гаметофіт насінних називається «зародковим мішком», а чоловічий - «пилковим зерном».

Свої назви гаметофіти насіннєвих рослин здобули не просто так. У зародковому мішку після запліднення розвивається (хто б ви думали?) зародок майбутньої рослини. Мішок служить своєрідною «колискою» для формування та дозрівання насіння.

Пилкове зерно утворюється в пилкових мішках тичинок (у Квіткових) або шишок (у Голосонасінних). Це та сама пилок (за структурою та виглядом вона нагадує пил), яка обсипається з рослин і завдає багато проблем людям, оскільки є алергеном, що викликає, відповідно, алергію.

• Пильовик Цвєткових
• Чоловічі шишки Голосонасінних з пилком

1. Різноспоровість

Усі насінні рослини різноспорові. Це означає, що існують жіноча та чоловіча суперечки. Жіноча називається макроспороютому що вона дуже велика. Чоловіча суперечка маленька, тому її називають мікроспорою.

Як запам'ятати ці терміни? Можна порівняти жіночу та чоловічу суперечки насіннєвих рослин із статевими клітинами тварин, які ви уявляєте найкраще (наприклад, людину). Жіноча статева клітина (яйцеклітина) набагато більша за чоловічу (сперматозоїда). Аналогічно жіноча макросуперечки більше чоловічої мікросуперечки.

Вони мають особливий артефакт, який допомагає пройти рівень гри «розмноження» з більшим комфортом, ніж інші рослини. Це пилкова трубка.

Пилкова трубка - Спеціалізований орган, що проростає з вегетативної клітини пилкового зерна і здійснює доставку нерухомих сперміїв прямо в зародковий мішок.

Пилкове зерно складається з вегетативної та генеративної клітин. Все, що називається «генеративним», у біології відповідає за статеве розмноження. Так і запам'ятаємо: вегетативна клітина проростає в пилкову трубку, а генеративна ділиться з утворенням двох сперміїв (чоловічих клітин клітин рослин).

Схема перетворення пилкового зерна насіннєвих рослин

Всі ці ознаки дозволяють Голо-і Покритонасінним рослинам виростати в місцях, де проживання спорових неможливо! Наприклад, вони населяють холодні та посушливі території, де відчувається гостра нестача вологи. Насіннєві рослини змогли пристосуватися та успішно протистояти багатьом несприятливим факторам середовища, чи то високі температури чи відсутність світла.

Проте Землі тривалий час панували спорові рослини. Перехід до процвітання насіннєвих відбувся далеко не відразу — це складний еволюційний шлях, переломним моментом якого стала поява насіннєвих папоротей.

Насінні папороті

Насіннєві папороті — це стародавні вимерлі рослини. Саме їх поїдали травоїдні динозаври палеозою. Вважається, що сучасні насіннєві рослини походять від цієї групи папоротей, які також мали ознаки Голосонасінних рослин.

Досі залишається загадковою відсутність зародка, підтверджена щодо багатьох сотень копалин насіння цих папоротей. Незважаючи на вказану проблему, насіннєві папороті стали новою гілкою розвитку флори Землі та містком до появи насіннєвих рослин.

Відділ Голонасінні

Голосонасінні - Відділ вищих насіннєвих рослин, що включає більше 1100 видів. Група названа так, тому що насіння цих рослин лежить відкрито («голо») на лусочках шишок і не захищене квіткою або плодом.

Голосонасінні рослини мають важливі особливості, що виділяють їх серед насіннєвих рослин:

• Більшість представників мають видозмінене листя - Голки (хвоїнки) або луски. Таке пристосування допомагає Голонасінним рослинам зменшити випаровування вологи та пережити холодну пору року.
• Переважають деревні та чагарникові форми.

• Сосна (дерево)
• Ялівець (чагарник)

• Стрижнева коренева система представлена ​​розвиненим головним коренем, що сягає глибоко в грунт, і численними бічним корінням. Така система дозволяє рослині забезпечити себе водою та поживними речовинами з глибин ґрунтів.

Стрижнева коренева система

• Відсутні справжні судини - компоненти провідної тканини (ксилеми), що складаються з мертвих клітин, які забезпечують висхідний струм води та мінеральних речовин від кореня. Замість судин у насіннєвих рослин є трахеїди - Елементи провідної системи, представлені витягнутими мертвими клітинами, які не мають отворів (перфорацій) між собою, що відрізняє їх від повноцінних судин. Докладніше про інші тканини рослин, їх будову та функції можна дізнатися у статті «Тканини рослин. Органи рослин. Частина 1».
• Наявність шишок - видозмінених пагонівзначущих для статевого розмноження.

• Ялівець
• Тис

Голосонасінні рослини, на відміну від Покритонасінних, не формують квіти та плоди. Але що ви скажете, якщо подивіться на гілки ялівцю чи тиса?

Для успішного проходження шкільної програми з ботаніки та здавання ОДЕ або ЄДІ з біології важливо знати життєвий цикл голосонасінних рослин.

1. Доросла рослина (спорофіт) містить 2 типи шишок: чоловічі та жіночі.

Чоловічі шишки дрібні, жовті, розташовані групами на основі втечі. Жіночі шишки червоні, розташовані на верхівці пагона.

1. На кожній насінній лусці жіночої шишки знаходиться по 2 сім'язачатка, що містить мегаспорангій. З тканини мегаспорангії утворюється материнська клітина мегаспори.
2. На кожній насінній лусці чоловічий шишки знаходиться мікроспорангій. З тканини мікроспорангії утворюється материнська клітина мікроспори.
3. Материнська клітина мегаспори ділиться мейозом. Утворюється зошит мегаспор (тобто група із чотирьох мегаспор), з яких розвивається тільки одна (Інші три гинуть).
4. Мегаспора зростає, утворюючи жіночий гаметофіт, в якому можна виділити 2 архегонія: у них утворюються яйцеклітини (Жіночі статеві клітини).
5. Материнська клітина мікроспори ділиться мейозом. Утворюються мікроспори, кожна з яких ще ділиться мітозом, що призводить до утворення. пилкового зерна (Одна клітина стає генеративною, а інша – вегетативною).
6. Пилкове зерно вітром переноситься на сім'язачаток (Відбувається запилення). Генеративна клітина ділиться мітозом і утворює 2 спермія (один із яких гине).
   Вегетативна клітина ділиться мітозом і утворює пилкову трубкуяка вростає в жіночий гаметофіт. Спермій по трубці проникає до яйцеклітини, запліднюючи її. Утворюється зигота (2n).
7. З покривів сім'язачатка утворюється насіннєва шкірка, а з жіночого гаметофіту - ендосперм (n). Формується насіння, яке потім потрапляє у ґрунт. Насіння проросте і дасть початок новому безстатевому поколінню.

Життєві цикли Голосонасінних і Покритонасінних рослин мають багато спільного, за винятком деяких моментів, про які ми дізнаємося трохи пізніше. Достатньо зрозуміти логіку одного з них та пам'ятати про особливості іншого циклу.

Час практики! Розв'яжемо завдання, аналогічне № 3 КІМ ЄДІ. Цей тип завдань перевіряє ваші знання про генетичну інформацію в клітині, про життєві цикли різних організмів, а також вміння проводити розрахунок кількості хромосом та ДНК.

Завдання. Клітини мікроспорангії ялівцю містять 22 хромосоми. Скільки хромосом містять клітини ендосперму ялівцю?

Рішення.
- Клітини мікроспорангія - це частина диплоїдного (2n) спорофіту, тому вони мають диплоїдний набір хромосом - 2n = 22 хромосоми.

- Ендосперм (n) Голосонасінних рослин утворюється з гаплоїдної макроспори (n) мітозом і має такий же набір хромосом - 1n (вдвічі менше диплоїдного) = 11 хромосом.

Правильна відповідь: 11

Якщо проведення таких розрахунків зараз для вас важко, то рекомендуємо звернутися до схеми життєвого циклу Голосонасінних рослин на початку статті та вирішити завдання, аналізуючи схему.

Класи, що входять до відділу Голонасінні рослини, можна розглянути у вигляді таблиці.

У таблиці ми торкнулися таких важливих понять, як деревина, серцевина та релікти. Давайте дізнаємося, що це таке.

Деревина вид провідної тканини рослин, що включає судини або трахеїди, що складаються з мертвих клітин. Деревина забезпечує висхідний струм (від коріння до листя) води та розчинених речовин.

Докладніше про деревину та інші тканини рослин, їх будову та функції можна дізнатися у статті «Тканини рослин. Органи рослин. Частина 1».

Серцевина - Внутрішній шар стебла, утворений клітинами запасає тканини, в якому накопичуються органічні речовини.

Докладніше про серцевину також можна дізнатися у статті «Тканини рослин. Органи рослин. Частина 1».

Релікти (Реліктові види) - живі свідчення існування майже вимерлої групи організмів.

Ароморфози Голонасінних рослин

Ароморфоз - Прогресивна еволюційна зміна організму, що призводить до загального підвищення рівня організації.

Узагальнимо все, що ми дізналися про цей відділ, і виділимо їх еволюційні досягнення:

• Поява насіння із зародком та запасом поживних речовин в ендоспермі → підвищення виживання потомства.
• Розвиток усіх видів тканин, ускладнення організації, поява головного кореня → збільшення різноманіття життєвих форм та можливих місць проживання.
• Поява пилкового зерна (розвиток пилкової трубки для проведення спермію) та сім'язачатка → зниження значення води для розмноження.

Завдяки цим та іншим особливостям Голосінні рослини стали дуже важливими для біосфери та людини.

Значення Голонасінних рослин

• Виробляють набагато більше кисню, ніж Покритонасінні, за рахунок збільшеної сумарної площі поверхні листя.
• Є ланкою в ланцюгах харчування: їжа для рослиноїдних тварин.
• Формують місце існування для багатьох інших організмів.
• Використовуються для виготовлення паперу та цінної деревини, виробництва ефірних олій.
• Застосовуються у медицині для одержання лікарських препаратів. Наприклад, голонасінні рослини використовують для отримання камфори - препарату, що використовується для стимуляції дихання.

Відділ Покритонасінні (Квіткові)

Покритонасінні - Відділ сучасних насіннєвих рослин, що налічує понад 300 тисяч видів.

Цей відділ найчисленніший і найпоширеніший на Землі, він включає трави, чагарники, деревні форми та ліани. Що ж такого особливого в Цвєткових, що вони зайняли панівне становище навіть серед насіннєвих рослин?

• Квітка та плід (Спеціалізовані генеративні органи) захищають зародок, покриваючи його. Саме за рахунок цього Покритонасіннєві отримали свою назву.

Пістики — жіночі статеві (генеративні) органи Покритонасінних рослин, що складаються із зав'язі, стовпчика та приймочки.

Пістики бувають абсолютно різних форм, кольорів та розмірів. Ці параметри залежать від довкілля, способу запилення квіток та багато іншого.

• Маточка (червона і довша) квітки лілії
• Точка квітки гібіскуса

Тичинки - Чоловічі статеві (генеративні) органи Покритонасінних рослин, що складаються з тичинкової нитки та пильовика.

У зв'язку з появою таких незвичайних репродуктивних органів життєвий цикл квіткових рослин теж змінився.

• З'явилося подвійне запліднення. Як ви пам'ятаєте, при заплідненні у насіннєвих рослин зливається тільки одна пара гамет: 1 спермій + 1 яйцеклітина.

Він дуже схожий на життєвий цикл голосонасінних, за винятком моменту подвійного запліднення: у щасливих володарів квіток обидва спермія беруть участь у розмноженні. Один зливається з яйцеклітиною з утворенням зиготи (майбутнього зародка), а другий з диплоїдною (2n) центральною клітиною, в результаті чого формується триплоїдний (2n + n = 3n) ендосперм.

Докладніше про життєвий цикл Покритонасінних рослин та подвійне запліднення можна прочитати у статті «Розмноження та розвиток організмів».

Серед квіткових рослин виділяють два великі класи, представники яких мають суттєві відмінності у внутрішній та зовнішній будові. Назва класів ґрунтується на кількості сім'ядолей - Частини насіння, що розвиваються в перше листя молодої рослини.

Докладніше про представників різних класів Покритонасінних та їх відмінності ви можете прочитати у статті «Класи та сімейства Покритонасінних рослин».

Такі дивовижні та різноманітні організми не могли займати в біосфері середні позиції, тому вони міцно влаштувалися життя Землі і людей.

Значення покритонасінних рослин

• Більшість із них — фототрофиВони здатні самостійно виробляти органічні речовини, використовуючи енергію сонячного світла. Таким чином, Квіткові рослини формують основну біомасу планети, забезпечуючи поживними речовинами всіх, хто не здатний робити це за допомогою енергії Сонця або хімічних реакцій.
• У процесі фотосинтезу вони виділяють кисень - газ, необхідний дихання більшості живих організмів.

Докладніше про процес отримання органіки з використанням енергії Сонця можна ознайомитись у статті «Фотосинтез, хемосинтез, енергетичний обмін».

• Покритонасінні рослини служать основою природних угруповань: вони формують житла (і харчування) для інших організмів.
• Багато квіткових використовуються як сировина для виробництва лікарських препаратів і побутової хімії (гелів для душу, шампунів). До таких рослин належать, наприклад, ромашка, лаванда.
• Картопля, томат, цибуля та інші культурні рослини люди вживають у їжу.
• Декоративну функцію виконують троянди, тюльпани, нарциси та інші. Ми даруємо їх на свята близьким, вирощуємо у садах та городах.

Тепер повторимо все, що ми розглянули у цій статті, та виділимо відмінні риси двох відділів насіннєвих рослин.

Час практики! Розв'яжемо завдання, аналогічне № 22 КІМ ОДЕ.

Завдання.Розгляньте малюнки 1 та 2 із зображеннями органів насіннєвих рослин. Як називаються відділи насіннєвих рослин, органи яких позначені цифрами 1 та 2? У чому різниця між цими відділами, з малюнка?

Рішення.
1) Під цифрою 1 вказаний орган рослини з відділу Голосонасінні (шишка), під цифрою 2 - з відділу Покритонасінні (плід).

2) Відмінність між Голонасінними та Покритонасінними полягає в тому, що насіння Голосеменних рослин не захищене, розташовується на шишці відкрито, а насіння Покритонасінних захищене, знаходиться всередині плода.

Час зробити перерву і дати мозку систематизувати вивчений матеріал! Якщо ця стаття видалася вам важкою, рекомендуємо ознайомитися зі статтею «Спорові рослини» і повторити основи ботаніки про тканини та органи рослин.

Терміни

Біосфера - Оболонка Землі, заселена живими організмами, що знаходиться під їх впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності. Про походження цього терміна та його значення розповідається у статті «Біосфера».

Мейоз - Поділ, в результаті якого відбувається редукція (зменшення) числа хромосом вдвічі.

Палеозою - Епоха в історії розвитку Землі, що припадає на 542-248 млн років тому. Палеозою включає появу трилобітів, грибів, лишайників, розквіт деревних папоротей та їх вимирання, а також поява динозаврів. Про геохронологічний розвиток нашої планети докладно розказано у статті «Основні етапи еволюції органічного світу».

Втеча - це надземна частина рослини, що складається зі стебла, листя та нирок.

Фактчек

• До насіннєвих рослин належать представники відділів Голосонасінні (насіння лежить відкрито) і Покритонасінні (Насіння та органи розмноження захищені квіткою та плодом).
• Розмножуються насіннєві рослини насінням. Такий спосіб не потребує води і дає зародку рослини первинний запас поживних речовин, що набагато ефективніше за розмноження спорами.
• Насіння - багатоклітинний орган, що має у складі зародок, ендосперм та насіннєву шкірку.
• У життєвих циклах насіннєвих рослин переважає безстате покоління (спорофіт), що дає початок чоловічому мікроспорангію та жіночому мегаспорангію, з яких згодом розвиваються відповідні гаметофіти.
• Зародковий мішок - Жіночий гаметофіт, пилкове зерно - Чоловічий. Ці органи і в Голосонасінних, і у Квіткових рослин беруть участь у заплідненні, але Покритонасінні мають суттєву відмінність - їх запліднення називається подвійним, тому що в ньому беруть участь обидва спермія.
• Той, що утворюється завдяки подвійному запліднення триплоїдний ендосперм Квіткових рослин набагато вигідніше гаплоїдного ендосперму голосонасінних: він містить більше поживних речовин для розвитку зародка.

Перевір себе

Завдання 1.
Де розташовується насіння Голонасінних рослин?

1. На нижній стороні аркуша
2. На лусах шишок
3. Усередині шишок
4. У квітці

Завдання 2.
Чим насіння відрізняється від спор?

1. Нічим
2. Потреба у воді для проростання
3. Вони характерні лише для вищих спорових рослин
4. Запасом поживних речовин

Завдання 3.
До якого відділу належить кипарис?

1. Покритонасінні
2. Голосонасінні
3. Папоротеподібні
4. Мохоподібні

Завдання 4.
Яка характеристика правильна для листя ялинки звичайної?

1. Вони редуковані
2. Вони складні
3. Представлені лусками
4. Вони видозмінені

Завдання 5.
Який набір хромосом має ендосперм лілії?

Відповіді: 1. — 2; 2. — 4; 3. — 2; 4. — 4; 5. — 3.

Способи розмноження рослин

Завдяки розмноженню постійно утворюються нові організми. Рослини, в порівнянні з іншими царствами, мають найбільшу різноманітність способів розмноження.

Види та типи розмноження

Існує два основних типи розмноження:

Статеве розмноження

При цьому типі розмноження дочірні організми з'являються внаслідок злиття статевих клітин.

Особливістю статевих клітин (гамет) і те, що вони мають подвійний (диплоїдний) набір хромосом, як й інші клітини, а одинарний (гаплоїдний).

При злитті чоловічої та жіночої гамет утворюється зигота.Це перша клітина нового організму, що містить подвійний набір хромосом, причому половина їх отримана від чоловічої, а половина від жіночої батьківської клітини.

які читають разом з цією

Чоловіча гамета + жіноча гамета = зигота.

Мал. 1. Гамети рослин.

Чоловічі та жіночі гамети можуть утворюватися на одній рослині, а можуть на різних.

Нові особини мають завдяки статевому процесу ознаки обох батьківських організмів, що посилює їхню здатність до виживання.

Безстатеве розмноження

Безстатеве розмноження у рослин буває двох видів:

При споровому розмноженні утворюються спеціальні клітини – суперечки. Органами, де вони розвиваються є спорангії. Після дозрівання суперечки висипаються із спорангіїв та проростають.

Мал. 2. Спорангії спорових рослин мохи).

Чергування поколінь

У рослин відбувається чергування статевого та безстатевого поколінь:

• із суперечки виростає статеве покоління, гаметофіт, що розмножується гаметами;
• із зиготи виростає спорофіт, безстате покоління, що розмножується спорами.

Відомі нам зовні спорові рослини є безстатевим поколінням. Статеве покоління спорових, наприклад папоротей, називається заростком і є дрібними, не схожими на спорофіти, рослинами.

Статеве розмноження спорових залежить від наявності води для переміщення гамет.

У насіннєвих рослин також є чергування поколінь, але зовні воно не проявляється. Гаметофіт розвивається рахунок спорофита і всередині нього. Так, у голонасінних розвиток гаметофітів відбувається всередині закритих жіночих шишок, а в покритонасінних усередині квітки.

Вегетативне розмноження

У цьому типі розмноження нові особини виникають із частин материнського організму.Способи вегетативного розмноження рослин є різними. Насамперед, це розмноження за допомогою видозмін втечі та її частин:

Крім того, нові особини можуть розвиватися просто із випадково відламаних частин рослини. Головне, щоб у цій частині була нирка – зачатковий втечу.

Здатність до вегетативного розмноження використовується людиною. Основні види штучного вегетативного розмноження:

Живці є частинами пагонів. Відведення – пагонами, притиснутими до землі для утворення придаткових коренів.

Порівняємо особливості різних способів розмноження рослин у таблиці

Сутність

Переваги

Освіта особин з новим набором ознак

Зі спеціальних клітин виростають гаметофіти – рослини статевого покоління

Широке розселення рахунок легкості суперечка

Здійснюється за рахунок регенерації

Швидкість та незалежність від погодних умов та наявності запилювачів

Що ми дізналися?

Вивчаючи у 6 класі біологію, ми довідалися які методи розмноження зустрічаються в рослин. Всі види розмноження зустрічаються як у нижчих (водорості), так і у спорових та насіннєвих рослин. Кожен вид розмноження має свої переваги та закріпився у рослин різних відділів. Кожна рослина може розмножуватися різними способами.