Цикл развития голосеменных растений на примере Сосны обыкновенной.

Голосеменные – это древний отдел растений, которые характеризуются наличием семязачатков с последующим развитием семени, но не образуют цветков и плодов. К голосеменным относятся около 800 современных видов. Преобладающее большинство видов этого отдела (более 500) составляют класс хвойных растений.

Типичный представитель – СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ Сосна – разноспоровое однодомное растение. Микро- и мегаспорангии образуются на одном и том же дереве в отдельных шишках. Женские шишки состоят из оси и семенных чешуй, на верхней стороне которых развивается по 2 семязачатка. Семязачаток состоит из нуцеллуса, покрытого интегументом, в котором имеется отверстие – микропиле. Внутри нуцеллуса путем мейоза образуются 4 мегаспоры, 3 из них отмирают, а одна прорастает в женский гаметофит – зародышевый мешок.

Мужские шишки собраны в сошишие на верхушках удлиненных побегов. В микроспорангиях в результате мейоза из клеток спорогенной ткани возникают микроспоры (n). Микроспора покрыта 2 оболочками: интина (внутренняя) и экзима (внешняя). Экзима отстает от интины, образую 2 воздушных мешка. Увеличивая поверхность пыльцы, они способствуют переносу ее ветром, а при попадании пылинки в жидкость выполняют роль поплавков. Мужские шишки после производства пыльцы быстро засыхают и опадают с ветвей. Пыльцевое зерно содержит мужской гаметофит, состоящий из двух клеток – вегетативной и генеративной. Опыление происходит с помощью ветра в начале лета. Пыльца прилипает к капле клейкой жидкости, которая выделяется в области микропиле, вегетативная клетка начинает удлиняться в пыльцевую трубку, чешуи женских шишек смыкаются.

В начале весны происходит оплодотворение: генеративная клетка делится с образованием двух спермиев, которые движутся по пыльцевой трубке. Далее один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя.

Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.

Классификация покрытосеменных растений. Отдел Покрытосеменные делится на 2 класса: однодольный и двудольные. Эволюция среди этих классов шла разными путями, вследствие чего каждый из них имеет характерные отличия. Эти отличия настолько сильны, что двудольные не скрещиваются с однодольными и прививок между ними не получено. Основные различия

Класс Двудольные	Класс Однодольные
Около 190 000 видов	Около 63 000 видов
Семя
Зародыш с двумя семядолями	Зародыш с одной семядолей
Семядоли латеральные (боковые), обычно с тремя главными проводящими пучками	Семядоля терминальная (верхушечная), с двумя проводящими пучками
Корень
Система главного корня , стержневая	Придаточная, мочковатая КС
Вторичное утолщение (камбий есть)	Отсутствие вторичного утолщения (камбия нет)
Стебель
Сплошное расположение проводящих тканей или пучки, расположенные по кругу	Разбросанное расположение проводящих пучков
Вторичное утолщение, камбий есть	Отсутствие вторичного утолщения (камбия нет)
Лист
Простой, сложный, более или менее четко разделен на черешок и пластинку	Простой, обычно не расчлененный на черешок и пластинку
Жилкование перистое или пальчатое	Жилкование параллельное или дуговое
Цветок
Пяти-, много-, четырехчленный	Трехчленный

Отдел Хвощевидные. Общая характеристика. Цикл развития Хвоща полевого. Отдел Хвощевидные в настоящее время представлены только одним родом Хвощ и 25 видами. В цикле развития преобладает спорофит (2n), который представлен в виде многолетней травы. От корневищ отходят придаточные корни и надземные побеги, обычно однолетние. Побеги имеют типичное членистое строение. От узлов отходят бурые чешуйчатые листья, сросшихся в трубчатое влагалище. Функцию фотосинтеза выполняют стебли. Споры (n) образуются в спороносных колосках, развивающихся в зависимости от вида хвоща на верхушках ассимилирующих или на специализированных спороносных бесхлорофилльных побегах. На оси колосков находятся спорангиофоры, имеющие вид щитка на ножке, к которому прикреплены 8-10 спорангиев. Образовавшиеся после мейоза споры покрыты толстой оболочкой, снабжены лентовидными пружинками – элатерами (при высыхании они раскручиваются, при увлажнении закручиваются, благодаря чему сцепляются между собой).  В результате прорастания спор образуются мужские и обоеполые заростки. Заростки очень маленькие, имеют вид рассеченных пластинок, от нижней поверхности которых отходят ризоиды. Гаметофит созревает в течение 3-5 недель. На концах лопастей мужских заростков развиваются антеридии, в средней части архегонии. Архегонии развиваются раньше, чтобы увеличить вероятность оплодотворения чужими сперматозоидами. Сперматозоиды много жгутиковые. Из зиготы развивается новый спорофит.

Строение цветка, особенности строения околоцветника. Цветок – сложный репродуктивный орган покрытосеменных растений.  Цветок имеет ось (цветоложе), несущее листочки околоцветника, тычинки и пестик (или пестики). Если цветоножка не выражена, цветок называют сидячим. Части цветка делятся на фертильные (тычинка, пестик) и стерильные (чашечка, венчик, околоцветник). Цветок, содержащий тычинки и пестики. называют обоеполым (у 70% цветков). Но бывают случаи, когда цветки однополые. Растения с однополыми цветками, находящимися на одном и том же экземпляре, называют однодомными (кукуруза, дуб, бук, огурец, тыква), если цветки расположены на разных экземплярах – двудомные (конопля, ива, тополь). В отличие от симметрии различают: правильные (актиноморфные) цветки (если можно провести несколько осей симметрии) – капустные, гвоздичные, розовые неправильные (зигоморфные) цветки (если можно провести только одну ось) – бобовые, яснотковые нессиметричные (ассиметричные) – если нельзя провести даже одну ось симметрии – валериана лекарственная. Околоцветник – это стерильная часть цветка, является покровом, защищающим более нежные тычинки и пестики. Он бывает двойной и простой. ^ Двойной околоцветник дифференцирован на чашечку и венчик. Чашечка состоит из чашелистиков, образует наружный круг околоцветника. Чашелистики обычно имеют небольшие размеры и зеленую окраску. Главная функция – защита цветка до раскрывания бутона. Венчик состоит из лепестков. Лепестки имеют более крупные размеры и различаются по окраске. Окраску определяют различные пигменты: антоциан (розовая, красная, синяя, фиолетовая), каротиноиды (желтая, оранжевая, красная), антохлор (лимонно-желтая), антофеин (коричневая) Аромат цветка создается эфирными маслами. Венчик может быть раздельнолепестным (лютик, земляника) и сростнолепестным (картофель, шалфей). ^ Простой околоцветник не дифференцирован на чашечку и венчик, состоит из совокупности однородных листков околоцветника. Может быть венчиковидным (тюльпан) и чашечковидным (манжетка)

Простые и двойные околоцветники бывают раздельнолепестными (яблоня, тюльпан) и сростнолепестными (колокольчик, ландыш). Кроме чашечки и венчика с стерильным частям цветка относят еще нектарник.  ФОРМУЛА И ДИАГРАММА ЦВЕТКА Строение цветка можно выразить в виде формулы. При ее составлении используют следующие обозначения:

 — цветок правильный (актиноморфный)   — цветок неправильный (зигоморфный)  Ca— чашечка (calyx)  Co— венчик (corolla) P  — простой околоцветник (perigonium)  A  — тычинки (андроцей) (androceum)  G — пестик, плодолистики (гинецей) (gynoeceum) 

Рядом с буквенными выражениями частей цветка цифрами указывается количество элементов (пятилепестный венчик — Co₅, шестичленный андроцей — A₆), а в том случае если их число в цветках одного и того же вида непостоянно (обычно больше 12)— символом . Если элементы цветка сросшиеся, то их число заключается в скобки: сросшийся пятичленный венчик — Co₍₅₎, двубратственный андроцей — A_(9,1). Если элементы цветка расположены кругами, то между количеством элементов в каждом круге ставится знак «+» (P₃₊₃). Положение завязи в цветке обозначается чёрточкой. При верхней завязи цветок является подпестечным, поэтому под цифрой числа плодолистиков ставят чёрточку G₍₎, при обозначении нижней завязи — цветок надпестичный — чёрточку ставят над цифрой G₍₎. При простом околоцветнике знаки чашечки и венчика не применяются, и он обозначается буквой P (перигониум).. Например, формула цветка лилии и тюльпана: P₃₊₃A₃₊₃G₍₎

Диаграммой называют схематическую проекцию цветка на плоскости в следующей ориентации: ось соцветия вверху, кроющий лист – внизу.

Классификации плодов. Морфогенетическая классификация основана на типе гинецея: Искусственная классификация плодов основана главным образом на признаках внешней морфологии: Простой плод развивается только из завязи одного пестика (монокарпный, ценокарпный гинецей). Сборный плод (сложный плод) формируется из завязей нескольких свободных пестиков (апокарпный гинецей). Соплодие – сросшиеся в единое целое несколько или много плодов, образовавшихся из цветков одного соцветия. В зависимости от консистенции околоплодника различают: сухие и сочные В зависимости от числа семян различают: многосемянные и односемянные. В зависимости от вскрывания околоплодника различают: невскрывающиеся и вскрывающиеся плоды.

Сочные плоды. В эволюции сочные плоды появились как производные сухих. Стенка СП может развиваться либо из стенки завязи (перикарпа), либо из стенки завязи, сросшейся с цветочной трубкой или с вогнутым цветоложем. Стенка незрелого СП имеет плотную структуру, по мере созревания плода она становится мягче. Созревание сопровождается как правило изменением окраски: за счет разрушения хлорофилла и накопления либо каротиноидов (желтый, оранжевый цвета), либо антоцианов (красные, синие). Созревание также сопровождается накоплением углеводов. Среди сочных плодов выделяют многосемянные сочные плоды Гранатина - развивается из нижней многогнездной завязи с двумя этажами. Мякоть образуется из сочного наружного слоя семенной кожуры. Околоплодник и ткани цветочной трубки подсыхают, образую твердую кожуру Геспередий (померанец) – цитрусовые, формируется из синкарпного гинецея. Экзокарп – желтая ткань, покрыта слоем кутикулы, воска и маслянистыми железками. Мезокарп – белая ткань. Эндокарп – пленчатый. Субэпидермальные клетки эндокарпа формируют соковые мешочки (мякоть плода). Тыквина – экзокарп жесткий, одревесневающий, кожистый; мякоть образована мезо- и эндокарпом (тыква, дыня) или разросшимися плацентами (арбуз). Образуется из паракарпного гинецея. Яблоко – формируется из апокарпного гинецея

Ягода – сочный мясистый эндо и мезокарпий, тонкий пленчатый экзокарпий Односемянные сочные плоды: Костянка – невскрывающийся монокарпий с мясистым сочным съедобным мезокарпом и склерифицированным эндокарпом (косточка). (слива, вишня ,черешня, абрикос, персик, алыча).