Отдел Голосеменные растения

Определения и обозначения

Голосеменные растения — это семенные растения, у которых семязачатки и семена не заключены в плод. Они образуют семена, но не образуют плодов, поэтому семя лежит открыто. Главный признак помогает отличить голосеменные от покрытосеменных.

Шишка — видоизменённый побег, на котором расположены органы размножения. Её чешуи служат местом образования пыльцы или расположения семязачатков. Поэтому шишка — не плод, а особый орган размножения.

Семязачаток — структура, из которой после оплодотворения развивается семя. Внутри него находится женская половая клетка, сливающаяся с мужской. Благодаря семязачатку растение может размножаться семенами.

Пыльца — мелкие образования, в которых находятся мужские половые клетки или клетки, участвующие в их образовании. Перенос пыльцы к семязачатку обеспечивает опыление. Так мужские клетки получают возможность достичь женской половой клетки.

Как это устроено

Голосеменные живут на суше, поэтому им нужны органы, которые доставляют воду и растворённые вещества к разным частям растения. Корни закрепляют растение и поглощают воду из почвы, стебель поддерживает побеги и проводит вещества, а листья создают органические вещества при фотосинтезе. Развитые проводящие ткани соединяют корни, стебель и листья в единую систему, благодаря чему растение может расти высоким.

У голосеменных есть мужские и женские шишки, выполняющие разные задачи. В мужских шишках на чешуях образуется пыльца, а сами шишки обычно небольшие и недолговечные. Женские шишки крупнее; на их чешуях расположены семязачатки, поэтому именно здесь после оплодотворения развиваются семена.

Пыльца обычно переносится ветром с мужской шишки на женскую. Попав к семязачатку, она прорастает и образует пыльцевую трубку, по которой мужские половые клетки достигают яйцеклетки. Вода снаружи не нужна: её роль в переносе половых клеток выполняет пыльцевая трубка.

После слияния мужской и женской половых клеток начинается развитие семени. Из семязачатка формируются зародыш и запас питательных веществ, а наружные части образуют защитную оболочку. Семя остаётся лежать открыто на чешуе женской шишки, потому что завязи и плода у голосеменных нет.

Самая известная группа голосеменных — хвойные. Их листья обычно имеют форму иголок или чешуек, а смола защищает места повреждений и помогает противостоять микроорганизмам и насекомым. Сосна и ель сохраняют хвою зимой, но лиственница ежегодно сбрасывает игольчатые листья.

Сравнение голосеменных и покрытосеменных растений

Таблица помогает сравнить растения по тому, где находятся семязачатки и семена и какие органы участвуют в размножении. Сначала найдите нужный признак в первом столбце, затем сопоставьте признаки двух отделов.

Разбор задач

Задача 1

Ученик увидел на ветке сосны маленькие пыльцевые шишки и крупную шишку с семенами. Определите роль каждой шишки. Сначала нужно определить, какое образование находится в каждой шишке, а затем связать его с этапом размножения.

1. Маленькие шишки содержат чешуи, на которых формируется пыльца.
2. Пыльца переносит мужские половые клетки к женскому органу размножения.
3. Крупная шишка имеет чешуи с семязачатками, а после оплодотворения на них развиваются семена.

Ответ: маленькие шишки мужские, они образуют пыльцу; крупная шишка женская, в ней находятся семязачатки и развиваются семена.

Задача 2

На чешуе шишки обнаружены семена, но плода вокруг них нет. Объясните, почему растение относят к голосеменным. Нужно использовать не размер шишки, а главный признак отдела — положение семян.

1. Проверяем, где находятся семена: они лежат на чешуе, а не внутри замкнутого образования.
2. Плод у голосеменных не образуется, потому что у них нет цветка с завязью, из которой формируется плод.
3. Следовательно, семена расположены открыто и растение соответствует признаку голосеменных.

Ответ: растение относят к голосеменным, потому что его семена развиваются открыто на чешуях шишки и не окружены плодом.

Задача 3

Сосна размножается семенами, а не спорами. Опишите последовательность основных этапов от образования пыльцы до появления семени. В такой задаче важно не пропустить опыление и оплодотворение, потому что это разные процессы.

1. В мужских шишках образуется пыльца, а на чешуях женских шишек формируются семязачатки.
2. Ветер переносит пыльцу к семязачатку; это называют опылением.
3. Пыльцевая трубка доставляет мужские половые клетки к яйцеклетке, после чего происходит оплодотворение.
4. Из оплодотворённого семязачатка развивается семя, лежащее на чешуе женской шишки.

Ответ: образование пыльцы и семязачатка — перенос пыльцы — оплодотворение — развитие семени.

Типичные ошибки

Называть шишку плодом. Так ошибаются из-за внешнего сходства крупной шишки с плодом. Проверка простая: плод образуется у цветковых, а шишка является органом размножения голосеменных.

Считать, что семена полностью окружены чешуями. Чешуи могут прикрывать семена, но семена лежат на них, а не внутри плода. Проверьте, есть ли вокруг семени замкнутая плодовая оболочка: у голосеменных её нет.

Путать мужские и женские шишки. Причина ошибки — обе шишки находятся на одном растении и могут выглядеть похоже. Запомните проверочное правило: пыльца образуется в мужских шишках, а семязачатки находятся на чешуях женских.

Утверждать, что для оплодотворения нужна вода. Такое представление верно для многих споровых растений, но у голосеменных мужские клетки доставляет пыльцевая трубка. Если перенос происходит от пыльцы к семязачатку, внешняя вода не требуется.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания об основных частях растения, а также различия между размножением спорами и семенами. Полезно вспомнить строение семени, потому что из семязачатка после оплодотворения формируется именно оно.

Тема связана с изучением покрытосеменных растений. Сравнение показывает, чем цветок и плод отличаются от шишек и открыто расположенных семян.

Знания о строении и размножении хвойных помогают объяснить их приспособленность к жизни на суше и значение в экосистемах. Эти растения участвуют в образовании лесов и служат пищей и убежищем для животных.

Что запомнить

• Голосеменные образуют семена, но не образуют плодов.
• Семязачатки расположены открыто на чешуях женских шишек.
• В мужских шишках образуется пыльца.
• После оплодотворения из семязачатка развивается семя.
• Перенос пыльцы позволяет голосеменным размножаться без участия воды в оплодотворении.
• К голосеменным относятся сосна, ель, лиственница и другие хвойные.