16. Голосеменные растения

Определения и обозначения

Голосеменные растения — растения, семена которых не заключены внутри плода. Слово «голые» означает именно открытое расположение семян, а не отсутствие у них оболочки. Этот признак помогает отличить голосеменные от цветковых растений.

Шишка — видоизменённый побег, части которого расположены вокруг оси и образуют чешуи. На чешуях одних шишек образуется пыльца, а на чешуях других развиваются семязачатки и позднее семена. Поэтому шишка служит для размножения, но не является плодом.

Пыльца — мелкие образования, которые участвуют в размножении голосеменных. Обычно её производят мужские шишки, а ветер переносит её к женским. Попадание пыльцы к семязачатку необходимо для дальнейшего образования семени.

Семя — образование, внутри которого находятся зародыш нового растения и запас питательных веществ. Зародыш может дать начало растению, а запас помогает ему развиваться на первых этапах. Благодаря семени новое растение способно начать рост в подходящих условиях.

Как это устроено

Большинство голосеменных — древесные растения: к этой группе относятся знакомые сосна и ель. Их стебель со временем становится твёрдым, а ветви и листья служат для роста и получения необходимых растению веществ. Размножение у сосен и елей связано с шишками, а не с цветками. Такое устройство позволяет образовывать семена без плода.

У многих голосеменных бывают мужские и женские шишки, и они выполняют разные задачи. В мужских шишках образуется пыльца, поэтому их чешуи связаны с её появлением и распространением. На чешуях женских шишек располагаются семязачатки — образования, из которых после оплодотворения развиваются семена. Разделение этих задач помогает растению сначала создать пыльцу, а затем сформировать семена.

Чтобы размножение состоялось, пыльца должна попасть к семязачатку на женской шишке. Ветер подхватывает пыльцу из мужских шишек и переносит её по воздуху, иногда на значительное расстояние. Насекомые для такого переноса голосеменным не обязательны. Поэтому пыльца может достигнуть женских шишек даже там, где рядом нет насекомых.

Когда пыльца достигает семязачатка, происходит опыление, а затем — оплодотворение. Оплодотворение — соединение клеток, после которого начинается развитие зародыша нового растения. Из семязачатка постепенно образуется семя с зародышем и запасом питательных веществ. Семена развиваются на чешуях женской шишки, а не внутри плода.

Плод образуется у цветковых растений из частей цветка, окружающих семена. У голосеменных нет цветков, поэтому у них не формируется и плод, который мог бы закрыть семена. Созревшие семена остаются расположенными на чешуях шишки и могут отделиться от неё. Если семя попадёт в подходящие условия, его зародыш начнёт расти и даст начало новому растению.

Сравнение голосеменных и цветковых растений

Сначала сравните, есть ли у растения цветки и плод: эти признаки сразу показывают важное различие групп. Затем посмотрите, где находятся семена. При описании опыления помните, что способы могут различаться у разных цветковых растений.

Разбор задач

Задача 1. На чешуе шишки обнаружены семена. Определите, к какой группе растений относится дерево, и объясните ответ.

1. Выясним, где расположены семена: они находятся на чешуе шишки, а не внутри плода.
2. Сопоставим этот признак с определением голосеменных: их семена развиваются открыто.
3. Сделаем вывод о группе растения, не ориентируясь только на то, что перед нами дерево.

Ответ: дерево относится к голосеменным, потому что его семена расположены открыто на чешуе и не заключены в плод.

Задача 2. В лесу растут сосны и ели. Объясните, как пыльца может попасть с одной шишки на другую, если насекомых рядом нет.

1. Определим, какие шишки выделяют пыльцу: это мужские шишки.
2. Вспомним, что пыльца у голосеменных может переноситься не только животными, но и потоками воздуха.
3. Проследим путь: ветер подхватывает пыльцу и переносит её к женской шишке, где находятся семязачатки.

Ответ: пыльца может попасть к женской шишке благодаря ветру, поэтому присутствие насекомых для этого не обязательно.

Задача 3. Ученик утверждает, что шишка — это плод, потому что в ней находятся семена. Найдите ошибку и объясните, где у голосеменных образуются семена.

1. Отделим название части растения от места расположения семян: наличие семян само по себе не делает образование плодом.
2. Проверим, образовался ли плод из цветка. У голосеменных цветков нет, и плод у них не образуется.
3. Укажем, что шишка является видоизменённым побегом, а семена развиваются на её чешуях.

Ответ: ошибка в том, что шишку назвали плодом. У голосеменных семена находятся на чешуях женской шишки, но внутри плода не развиваются.

Типичные ошибки

Ошибка: называть шишку плодом. Так думают, потому что видят в шишке семена и принимают её за оболочку, которая их закрывает. Но плод формируется у цветковых растений, а шишка — видоизменённый побег. Проверьте себя: если семена находятся на чешуях шишки, это не означает, что перед вами плод.

Ошибка: считать, что у голосеменных совсем нет семян. Слово «голосеменные» иногда ошибочно понимают как «без семян». На самом деле семена есть, просто они не заключены в плод. Чтобы проверить ответ, спросите себя не только «есть ли семя?», но и «где оно развивается?».

Ошибка: путать мужские и женские шишки. Путаница возникает, потому что обе разновидности называют шишками, хотя их роли различны. Пыльца образуется в мужских шишках, а на чешуях женских находятся семязачатки, из которых развиваются семена. Проверьте направление процесса: пыльца должна попасть к женской шишке.

Ошибка: считать пыльцу семенем. Пыльца участвует в опылении, а семя появляется позднее, после оплодотворения. Их можно различить по роли и этапу: сначала пыльца переносится к семязачатку, затем там начинает развиваться семя. Если речь идёт о зародыше и запасе питания, это уже описание семени.

Связь с другими темами

Перед изучением голосеменных полезно вспомнить, что растения размножаются и что семя может дать начало новому растению. Тогда легче понять, почему образование семени связано с продолжением жизни растения. Далее эта тема поможет при изучении цветковых растений. Их можно будет сравнить с голосеменными по наличию цветков, месту развития семян и образованию плодов.

Что запомнить

• Голосеменные — растения, у которых семена не заключены в плод.
• У большинства голосеменных есть мужские и женские шишки.
• В мужских шишках образуется пыльца.
• На чешуях женских шишек развиваются семена.
• Пыльца голосеменных часто переносится ветром.
• Шишка не является плодом.