Высшие семенные растения

Проект Высшие семенные растения

Высшие семенные растения

Приготовила: Канапьянова Аяулым Куатовна, ученица 10 «Б» кл.

Научный руководитель: Горбатова Таисия Владимировна

Тема учебного проекта: Голосеменные растения

… Мир растений играет столь важную роль в изумительной гармонии жизни, что мы, люди, должны относиться к «зеленому другу» с максимально возможной бережностью, уважительностью и любовью, на какую способен человек.

Академик А. Л. Курсанов

Аннотация проекта

Голосеменные – это процветающая группа растений, распространенные по всему земному шару. Леса из представителей голосеменных представляют примерно половину всех лесов. Проект направлен на изучение многообразия, строения, значения и жизнедеятельности голосеменных растений .

Цели работы :

• Изучение строения и значения голосеменных;
• Установление взаимосвязи размножения и условий среды;

• Изучение видового состава голосеменных.

Задачи проекта:

• Изучить происхождение и многообразие голосеменных;
• Раскрыть особенности строения и размножения голосеменных растений;
• Показать роль голосеменных в природе и в жизни человека.

Основополагающий вопрос

• Почему хвойные растения относят к голосеменным и как они распространены на нашей планете?

Проблемные вопросы

• Как размножаются голосеменные ?
• Каково многообразие голосеменных?
• Какова роль голосеменных в природе, в жизни человека?

Гипотеза исследования

• Голосеменные широко освоили пространство нашей планеты

Выбор методики исследования:

• Обработка научной информации и специальной литературы
• Работа в сети Интернет
• Корректировка информации, полученной из сети Интернет
• Обработка фотографии
• Создание анимации процесса размножения.

Происхождение голосеменных растений

Голосеменные ( Gymnospermae , или Pinophyta ) – древняя группа высших растений. Первые голосеменные появились в конце девонского периода, около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру – эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата- голосеменные достигли своего расцвета, но уже с середины мелового периода уступили своё господствующее положение покрытосеменным.

Голосеменные

Голосеменные, наиболее древняя группа семенных растений. К семейству голосеменных относится около 700 видов растений. В Горном Алтае из них встречается всего лишь 12 видов. Главное отличие от покрытосеменных – отсутствие цветков и плодов, а также сосудов и древесных волокон в стебле. Листья у большинства голосеменных – жесткие, игольчатые (хвоя) с одной главной жилкой и мощной кутикулой из воска, препятствующей излишнему испарению. Стебель голос-ых деревянистый, твердый. Корень имеет удлиненную или веретеновидную форму и способен сохраняться в течение всей жизни растения. От него отходят боковые корни. Голосеменные имеют не только корни, стебель, листья, но и семена, образующиеся в особых органах – шишках. В состав отдела голосеменные входят шесть классов. Это классы - хвойные, саговниковые, гинкговые, гнетовые, семенные папоротники и беннеттиты. Из них процветающим ныне является класс хвойные (около 560 видов), семенные папоротники и беннеттитовые полностью вымерли, а остальные к настоящему времени сократили свой видовой состав.

Отдел голосеменные занимает промежуточное положение между папоротниками и покрытосеменными (цветковыми) растениями. От папоротников голосеменные отличаются наличием семязачатков, от покрытосеменных – отсутствием плодолистиков (пыльца у голосеменных попадает непосредственно на микрополе семязачатка). Голосеменные имеют стробилы – укороченные и ограниченные в росте репродуктивные побеги, несущие спорофиллы.

Половое и бесполое размножение голосеменных

Размножаются голосеменные преимущественно половым путем. Процесс оплодотворения у них значительно усложнен. У голосеменных также наблюдается чередование поколений – бесполого(спорофита) и полового (гаметофита), причем спорофит преобладает над гаметофитом.

Спорофит голосеменных представляет собой все растение, со всеми вегетативными и генеративными органами.

Гаметофит представлен мужскими и женскими заростками, которые формируются в специальных органах полового размножения: мужских и женских шишках.

Гаметофиты: женской (яйцеклетки) и мужской (пыльцевые трубки с двумя спермиями) развиваются в специальных органах полового размножения: мужских и женских шишках.

Половое размножение

• При половом размножении голосеменных на взрослом растении образуются половые органы - шишки. Через год после опыления происходит оплодотворение, и в шишках развиваются семена. Попадая в почву, семя прорастает и из него в дальнейшем вырастает взрослое растение.

Половое размножение

• Половые клетки голосеменных созревают в специальных органах - шишках. Женские шишки располагаются на верхушках побегов, имеют красноватый цвет, состоят из чешуй, на которых находятся 2 семязачатка. Мужские шишки располагаются у основания побегов, мелкие, овальные, на чешуйках расположены пыльцевые мешочки с пыльцой.

Половое размножение

Как и другие семенные растения, все голосеменные – разноспоровые; микроспорофиллы и мегаспорофиллы сильно различаются по форме, размерам и строению ( в одних случаях они крупные и перистые, в других – мелкие и цельные). У голосеменных спорофиллы собраны в большие или малые компактные стробилы. У части беннеттитовых стробилы были обоеполые; у большинства голосеменных они однополые (раздельнополые) т.е. состоят или только из микроспорофиллы (мужские стробилы), или же только из мегаспорофиллов (женские стробилы) различного строения.

Оплодотворение

Оплодотворению предшествует ветроопыление - перенос пыльцы с мужских шишек на женские. Попадая на семязачаток пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку: по ней спермии проникают к яйцеклеткам и оплодотворяют их (обычно в оплодотворении принимают участие один спермий и одна яйцеклетка, а остальные погибают). Из оплодотворенной яйцеклетки – зиготы образуются зародыш, а из семязачатка в целом - семя.

Благодаря наличию пыльцевой трубки, по которой мужские гаметы движутся к женской, процесс оплодотворения голосеменных - как и всех высших семенных растений совершенно не зависит от водной среды. Эта особенность процесса оплодотворения хвойных является приспособлением к наземному образу жизни, обеспечившим их широкое распространение на суше.

Вегетативное Размножение

Класс хвойные

ХВОЙНЫЕ, класс голосеменных растений. Главным образом вечнозеленые деревья и кустарники, как правило, с игловидными (хвоя) или чешуйчатыми листьями и однополыми стробилами (шишками). Ок. 50 родов, ок. 600 видов. Многие хвойные (сосна, ель, лиственница, пихта и др.) — ценные лесообразующие породы.

Виды голосеменных

• К голосеменным относятся классы саговниковых, гинкговых, хвойных и гнетовых, а также ископаемые семенные папоротники и беннеттиты. Хозяйственное значение имеют хвойные, особенно сосновые (сосна, лиственница, ель, пихта, кедр), а также представители семейства таксодиевых и кипарисовых.

Шишка

ШИШКА, орган размножения голосеменных растений; совокупность стробилов. В шишке на удлиненной оси спирально расположены спорофиллы, обычно в виде чешуй, в пазухах которых развиваются семена. У женских шишек чешуи одревесневают. Иногда термин «шишка» употребляют как синоним стробила.

Сосна

• Примерно треть всех видов хвойных составляют сосны. У всех сосен укороченные побеги, но не обязательно с двумя хвоинками – их бывает 3, 4 и 5. Настоящие кедры в России и в диком состоянии не произрастают. Сосны различаются друг от друга также длиной хвоинок (до 30 см длиной), формой и размерами шишек (у некоторых сосен массой до 2 кг).

Сосна обыкновенная

• Сосна обыкновенная:

1 — раскрывшаяся шишка; 2 — ветвь с зимующей шишечкой (а) и сформировавшейся шишкой (б); 3 — семя с крылышком.

Сосна остистая

• Сосна остистая — одно из самых долгоживущих деревьев на Земле. Возраст самых древних экземпляров оценивается в 4700 лет. Пик Уилера (4011 м над уровнем океана), Нью-Мексико.

Сосна ладанная

• Сосна ладанная (Pinus taeda). Растет на юге США. Высокое дерево с толстой красновато-коричневой корой, иглами (до 40 см) и шишками с колючками на макушках.

Сосновая шишка

Сосновые шишки

Кедр

• Кедр — род вечнозеленых деревьев из семейства сосновых отдела голосеменные. Его желтоватая или красноватая, ароматная древесина является ценным декоративным материалом, поскольку устойчива к повреждению насекомыми и грибами.

Кедр

• КЕДР, род хвойных вечнозеленых деревьев семейства сосновых. 4 вида, в горах Малой и Юго-Западной Азии, в Зап. Гималаях и Северо-Зап. Африке; широко культивируют, в т. ч. в Крыму, на Кавказе, юге Ср. Азии. Древесину применяют в строительстве. Кедром часто называют кедровую сосну.

Еловые шишки

Можжевельник

• МОЖЖЕВЕЛЬНИК, род вечнозеленых хвойных деревьев и кустарников семейства кипарисовых. Ок. 60 видов, главным образом в умеренном поясе Северного полушария; многочисленны в Ср. Азии (где можжевельник называют арчой) и на Кавказе. Имеют почвозащитное и водоохранное значение; декоративные растения. Из побегов некоторых видов получают эфирное масло; настой из ягод можжевельника обыкновенного применяют в медицине как мочегонное средство. 4 вида охраняются.

Можжевельник

• Охраняемая, медленно растущая и во многих районах исчезающая древесная порода. Шишки с очень сочными чешуями, похожие на ягоды. Можжевельник растет медленно, но очень долговечен, живет до 2 тыс. лет.

Лиственница

• Лиственница широко распространена в нашей стране, особенно в Сибири. Это очень светолюбивая и холодостойкая порода. Она может расти на сухих песках, каменистых и заболоченных почвах. Хвоинки лиственницы светло – зеленые, мягкие не имеющие плотной кожицы. Среди хвойных деревьев нашей страны только лиственница ежегодно сбрасывает хвою. Живет она до 400 – 500 лет, достигая 30 м в высоту и 2 м в диаметре.

Лиственница

• ЛИСТВЕННИЦА, род листопадных хвойных деревьев семейства сосновых. Ок. 15 видов, главным образом в горах и лесной зоне Северного полушария. Образуют чистые и смешанные леса; лиственница сибирская и лиственница Гмелина, или даурская, — основные породы таежных лесов Сибири.
• Твердую, прочную древесину используют для подводных сооружений, в кораблестроении и т. п. Лиственница ольгинская (реликтовый вид, в Приморье) и лиственница польская (эндемик Карпат) — охраняется.

Лиственница сибирская

• Лиственница сибирская: 1 — ветвь с мужским и женским «соцветиями»; 2 — зрелая шишка; 3 — семя.

Ель обыкновенная

• ЕЛЬ, род хвойных вечнозеленых деревьев семейства сосновых. Ок. 45 видов, главным образом в умеренном поясе Северного полушария. Одна из главных лесообразующих пород. Древесина мягкая, используется в строительстве, при производстве целлюлозы, музыкальных инструментов; из нее добывают смолу, скипидар, канифоль, деготь и пр. Ель Глена, растущая на юге Сахалина, южных Курильских о-вах и в Японии, охраняется.

Ель Энгельмана

• Ель Энгельмана (голубая). В озеленении особенно ценятся ее серебристая и голубая формы. Завезена в Россию из Северной Америки.

Ель

• Ель - род вечнозеленых деревьев из семейства сосновых отдела голосеменные. Образуя чистые и смешанные леса на значительных территориях Евразии, ель является важнейшей лесообразующей породой. Ее легкая и мягкая древесина используется в строительстве и целлюлозно-бумажном производстве.

Пихта

• ПИХТА, род хвойных вечнозеленых деревьев семейства сосновых. Ок. 40 видов, преимущественно в горах, реже на равнинах Северного полушария. Одна из основных пород темно-хвойной тайги. Древесину используют для производства целлюлозы, изготовления музыкальных инструментов и др., в строительстве; из коры получают пихтовый бальзам, из хвои и веток — пихтовое масло.

Пихта

• Дико растёт в Сибири, на Урале, Кавказе, в Карпатах. Немного похожа на ель, но хвоя плоская (у ели трёхгранная), а шишки стоят как свечи (у ели свисают).

Шишки белой пихты

Кипарис

• КИПАРИС, род хвойных деревьев, реже кустарников семейства кипарисовых. 15-20 видов, в умеренно теплом поясе Евразии, Сев. Америки, Сев. Африки. Кипарис вечнозеленый (пирамидальная форма, высота до 30 м) и др. виды широко культивируют как декоративные растения, в т. ч. на Украине (в Крым завезен еще в античную эпоху, новая интродукция началась в кон. 18 в.), Черноморском побережье Кавказа, в Ср. Азии. Древесина идет на мебель и поделки.

Кипарис

• На территории нашей страны встречается только в культуре на Кавказе. Хвоя не игольчатая, а в виде чешуек.

Болотный кипарис

Туя

• Встречается и в средних широтах, но также и в культуре. Похожа на кипарис, но побеги кажутся сплюснутыми. В России 2 североамериканских вида выращивают как декоративные растения.

Значение голосеменных

• Как и другие зеленые растения, голосеменные образуют органические вещества, усваивают углекислый газ из воздуха и выделяют кислород. По своему значению в биосфере и в хозяйственной деятельности человека хвойные (голосеменные) занимают второе место после покрытосеменных, далеко превосходя все остальные группы высших растений. Это самая многочисленная группа голосеменных, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.

Значение хвойных

• Хвойные имеют огромное водоохранное и ландшафтное значение, служат важнейшим источником древесины, сырья для получения бумаги, канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности, исскуственные волокна, подобные шелковым нитям, лекарственных и других ценных веществ. Некоторые хвойные культивируются, как декоративные. Семена некоторых сосен употребляются в пищу; из них также получают масло.

Класс саговниковые

САГОВНИКИ (цикадовые), класс голосеменных древовидных растений. Стволы клубневидные или редьковидные, реже колоннообразные, высотой до 20 м, крона из пучка листьев длиной до 3 м. Ок. 130 видов, в тропиках и субтропиках. Многие саговники широко разводят как декоративные, в т. ч. на Черноморском побережье Кавказа и в Южном Крыму.

Шишка энцефаляртоса (саговниковое дерево)

Цикас проникающий

• Цикас поникающий, или саговник, (Cycas revoluta) внешне напоминает пальму. Из его крахмалистой сердцевины, как и из сердцевины саговой пальмы, получают саго (отсюда название).

Цикас завитой

Цикас завитой (Cycas circinalis), мужская особь. Декоративное растение, широко распространен, размножается вегетативным путем.

Класс гинкговые

Листопадное дерево, достигающее высоты 40 м при диаметре до 4 м, с обильно ветвящейся кроной, побегами двух типов — длинными и укороченными (последние многолетние, покрыты чешуйками), вееровидными выемчатыми длинночерешковыми листьями. Молодые листья обильно опушены. Пыльцевые и семенные органы развиваются на разных растениях (двудомность). Пыльцевые сережки собраны пучками на укороченных побегах, со спирально расположенными микроспорофиллами, несущими по два (редко три-четыре) спорангия.

Первые голосеменные растения: 1 — гинкго, 2 — секвойя

Гинкго двулопастный

Листья дерева гинкго

Листья дерева гинкго билоба (Ginkgo biloba), наидревнейшего дерева, существующего сейчас в мире.

Съедобные семена гинкго

Класс гнетовые

ГНЕТОВЫЕ (Gnetales; гнетофиты, Gnetophyta), порядок (по другим представлениям, надпорядок или класс) вымерших и ныне живущих реликтовых голосеменных. Каждый из трех современных родов — гнетум, эфедра и вельвичия (Gnetum, Ephedra, Welwitschia) представляет отдельное семейство или, по некоторым представлениям, отдельный порядок. Это деревья, кустарники, лианы, своеобразные формы с клубневидным стволом, листьями, как у лавра или редуцированными до мелких чешуек, а также (у вельвичии) ремневидными, в течение всей жизни растения нарастающими основаниями и отмирающими на верхушке. Гнетовые имеют сосуды в проводящих тканях.

Гнетум гнемон

Гнетум гнемон (Gnetum gnemon). Прямостоячее дерево, изредка растет в виде лианы.

Вельвичия. Пустыня Намиб.

Хвойные деревья

Вывод:

• Царство Растения удивительно многообразно. Одним из них является – голосеменные растения. Подавляющее большинство голосеменных – вечнозеленые. Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже кустарниками и очень редко лианами; травянистых растений среди них не существует.

Итак, делая проект «голосеменные растения» я постаралась раскрыть суть существования этих растений. Изучив происхождение, значение, многообразие, строение, размножение я поняла, что голосеменные растения играют важную и значительную роль в жизни человечества. А также, оказывается, существуют экологические проблемы, касающиеся условия среды расположения этих растений. В связи с экологическими проблемами, классы: семенные папоротники и беннеттитовые полностью вымерли, а остальные кроме хвойных существенно уменьшили т. е., сократили свой видовой состав. Для человечества наибольшее значение имеют хвойные, которые дают около 75% древесины для промышленности, а также они служат сырьём для получения скипидара, бальзамов, лекарств, ароматических и многих других веществ. Поэтому существование голосеменных важна и нужна для человеческого рода.