Морфология вегетативных и репродуктивных органов, разнообразие голосеменных

 

Голосеменные – очень древние растения, их ископаемые остатки находят в слоях девонского периода палеозойской эры. В настоящее время в мировой флоре насчитывается около 800 видов голосеменных. Это преимущественно деревья (ель, пихта), реже кустарники (виды эфедры и можжевельника), стланцы (сосна кедровая стланиковая), иногда эпифиты (некоторые виды саговника) или даже древовидные лианы (представители гнетовых). Травы представлены лишь одним достоверно известным видом – вильямсониелла– Williamsoniella. Это ископаемое растение из семейства Беннеттитовых. Ветвление в основном моноподиальное.

Стебель имеет сложное строение благодаря длительному функционированию двух латеральных меристем: камбия и феллогена. По общей структуре он близок к стеблям древесных покрытосеменных со вторичным утолщением. Различие в составе гистологических элементов: у голосеменных сосудов нет, древесина гомоксилярная – состоит почти целиком из трахеид. Исключение составляют представители класса гнетовых – Gnetopsida, которые имеют трахеи, однако и у них ситовидные трубки без клеток спутниц.

По строению листьев голосеменные делятся на 2 группы: одни имеют крупные рассеченные листья, похожие на листья пальм или вайи папоротников, другие – мелкие, цельные – чешуевидные или игольчатые (хвоя). Голосеменные за небольшим исключением – вечнозеленые растения.

Корни (главный и боковые) обычного для деревьев и кустарников строения, с микоризой. Придаточные корни встречаются очень редко, только у примитивных представителей.

Один из наиболее важных признаков всех голосеменных – наличие семязачатков (семяпочек). Семязачаток представляет собой мегаспорангий, окруженный особым защитным покровом – интегументом. Семязачатки расположены открыто, на мегаспорофиллах, и из них после оплодотворения развиваются семена.

Важнейшая характеристика голосеменных – прохождение жизненного цикла и соотношение в нем гаплоидной (гаметофит) и диплоидной (спорофит) фаз. Голосеменные – разноспоровые растения, спорофит преобладает над гаметофитом, который не имеет самостоятельного существования. Спорофитом является само сухопутное растение.

 

1. Рассмотрите гербарный материал, найдите представителей голосеменных, имеющих только удлиненные вегетативные побеги; удлиненные и укороченные, зарисуйте разные варианты.

2. Рассмотрите гербарный материал, найдите представителей голосеменных с разными типами листьев, зарисуйте варианты строения листьев.

3. По результатам работы с гербарием заполните таблицу:

 

 

№	Название вида	Типы вегетативных Побегов	Типы листовых пластинок	Характер листорасположения

 

 

4. Используя коллекцию женских шишек, изучите их морфологическое разнообразие по следующим признакам: форма, размеры шишек; форма и консистенция семенных чешуй, их топография, наличие видимых кроющих чешуй. Сделайте описания шишек, зарисуйте их.

 

Цикл развития голосеменных на примере Сосны обыкновенной (Pinus silvestris)

 

1. Составьте систематику изучаемого объекта на латинском зыке:

Отдел Голосеменные

Класс Хвойные

П/класс Хвойные

Порядок Хвойные

Сем. Сосновые

Род Сосна

Вид Сосна обыкновенная

 

2. Рассмотрите при м.у. готовый микропрепарат продольного разреза мужской шишки, зарисуйте, обозначьте ось шишки, микроспорофиллы, микроспорангии, стенку микроспорангиев и полость с пылинками.

 

3. Рассмотрите при б.у. и зарисуйте микропрепарат пылинки; обозначьте интину, экзину, воздушные мешки, клетку трубки, антеридиальную клетку.

 

4. Рассмотрите под бинокулярной лупой женскую шишку, разрежьте ее вдоль и зарисуйте схему продольного разреза. На рисунке отметьте ось шишки, кроющие и семенные чешуи, семязачатки (семяпочки). Вычлените препаровальной иглой «семенной комплекс», рассмотрите его, зарисуйте, обозначьте семязачатки, кроющую и семенную чешуи.

 

5. Рассмотрите при м.у. готовый микропрепарат разреза семязачатка; зарисуйте, обозначьте интегументы, микропиле, нуцеллус, эндосперм, архегонии.

6. Рассмотрите и зарисуйте строение зрелого семени (лучше всего для этого подходит «кедровый орешек» - семя Сосны сибирской), обозначьте на рисунке наружную твердую (интегумент) и внутреннюю пленчатую (остатки нуцеллуса) семенную кожуру, эндосперм, зародыш. У зародыша укажите зачаточный стебелек, семядоли, конус нарастания, корешок, подвесок.

 

Примечание: чтобы рассмотреть строение семени Сосны сибирской, осторожно расколите твердую кожуру, снимите пленчатую кожуру, оставшийся эндосперм продольно разрежьте скальпелем и раздвиньте получившиеся половинки, извлеките иглой зародыш.

 

7. Рассмотрите и зарисуйте внешний вид семени сосны обыкновенной.

 

 

Рис.62. Жизненный цикл сосны.

 

 

ТИП ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, ИЛИ ЦВЕТКОВЫЕ РАСТЕНИЯ –

ANGIOSPERMAE. ANTHOPHYTA