Билет 30

Сосновые вечнозеленые или реже листопадные растения, иногда стелющиеся кустарники. Большинство представителей имеет мощную корневую систему. Для сосен в цикле развития характерно чередование поколений – спорофита (бесполого) и гаметофита (полового). Спорофит – это взрослое растение, а гаметофит развивается исключительно на спорофите, в шишках, которые надежно защищают от воздействий окружающей среды.

У сосен оплодотворение происходит без воды. Из верхушечной почки развиваются небольшие красноватые шишечки. Каждая сосновая шишка состоит из стержня, к которому прикрепляются чешуйки. В основании каждой чешуйки присутствуют два семязачатка, из которых впоследствии и развиваются семена. Семязачаток – это спорангий, который окружен покровами.

Женские и мужские шишки. В спорангии со временем формируется всего лишь одна мегаспора, которая впоследствии становится женским гаметофитом. На женском гаметофите формируются два архегония с женскими гаметами (яйцеклетками). Пределов спорангия гаметофит никогда не покидает. Такие шишки называются женскими.

Мужские шишки формируются в основании молодых побегов. В отличие от женских шишек в мужских спорангиях формируются микроспоры. В результате деления образуются пыльцевые зерна, имеющие воздушные мешки. Пыльца переносится из мужских шишек на женские, и происходит опыление. После опыления женские шишки поникают, а их чешуйки смыкаются. Спустя год, в мае начинается оплодотворение. Сначала возникает зигота, которая в результате деления превращается в зародыш семени. Женские шишки начинают расти, и по мере созревания семян они меняют цвет с зеленого на бурый. К декабрю семена полностью созревают, после чего шишки полностью раскрываются, и все семена из них выпадают. Каждое семя имеет крылышко, благодаря которому оно относится ветром на большие расстояния. Зрелое семя, попадая в благоприятные для себя условия, прорастает: вначале образуется проросток, а после – молодое растение. После того, как растение вырастает, цикл повторяется.

Семя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизмененный женский спорангий) и содержащая зародыш.  Семя развивается на поверхности семенной чешуи. Оно представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань — эндосперм, зародыш и специальный защитный покров (семенную кожуру). До оплодотворения в центральной части семезачатка имеется нуцеллус, который постепенно вытесняется эндоспермом. Эндосперм гаплоидный и образуется из тканей женского гаметофита. 

Древние гигантские голосеменные дали залежи каменного угля, особенно в Сибири. В настоящее время хвойные леса в значительной степени истреблены в результате лесозаготовок, лесных пожаров, а также вследствие строительства железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов. Немаловажную роль в сокращении площади лесов играют осушение болот, затопление, добыча нефти, угля и других полезных ископаемых. Хвойные деревья плохо переносят загазованность воздуха, копоть, так как их хвоинки многолетние и в них накапливаются ядовитые вещества, а устьица забиваются копотью, что вызывает пожелтение и отмирание хвои на 1-2 года раньше. Потеря лесных богатств - одно из экологических бедствий нашей страны.В Красную книгу СССР занесено 25 видов, а в Красную книгу РСФСР - 11 видов голосеменных растений. 

Билет 48

 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 расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным. Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой. Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках. Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды. Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки. В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.

Сосна обыкновенная широко распространена на всей территории России. Вечнозеленое, однодомное, раздельнополое, ветроопыляемое. При условиях неблагоприятных, например, на болоте, сосна остается карликом, и столетние экземпляры не превышают иногда высоты одного метра. Очень светолюбивая древесная порода. Крона у молодых деревьев конусовидная, позже – округлая, более широкая, а в старости зонтиковидная или плоская. Очень морозо- и жаростойка. Продолжительность жизни дерева 150-200 (иногда 400)лет. Размножается семенами.

Спорофит преобладает в жизненном цикле.

У них в системе функционирует система главного корня

Побеги нарастают моноподиально и обильно ветвятся

Стебли имеют сложное строение(развитая древесина, менее развитая кора и сердцевина)

Ксилема по объему на 90-95% состоит из трахеид. Стенки трахеид имеют поры и дополнительные спиральные утолщеня(тис)

Паренхимы мало или отсутствует

Древесинная паренхима встречается как вокруг смолянных ходов так и между трахеидами

Сердцевинные лучи состоят из паренхимных клеток и из лучевых трахеид, несущих окаймленные поры.

Кора и древесина могут содержать много горизонтальных и вертикальных ходов

Листья обычно сидячие но иногда с коротким черешком

Листья имеют неразветвленную жилку.

Листья вечно зеленые, плотные.

Типы геницея

 В настоящее время разделяют три вида гинецеев: 1) Апокарпный гинецей — состоит из множества самостоятельных пестиков, отличается краевой плацентацией. 2) Монокарпный гинецей — состоит из единственного пестика с краевой плацентацией. 3) Ценокарпный гинецей — состоит из нескольких сросшихся пестиков. Выделяют три разновидности ценокарпного геницея: а) Синкарпный — несколько сросшихся стенками пестиков, плацентация центрально-угловая. б) Паракарпный — то же, но стенки пестиков не сохранились. Плацентация постенная. в) Лизикарпный — отличается от паракарпного колончатой (центральной) плацентацией. В жизни растений, именно в половой, гинецей имеет первенствующее значение, ибо он, после оплодотворения, разрастается в плод с семенами

Морфолгия цветка

Цветок покрытосеменных растений представляет собой орган, приспособленный к осуществлению происходящего в нём полового процесса, в результате которого образуются семена и плод. Цветок рассматривается как видоизменённый укороченный, неразветвлённый побег с ограниченным ростом.

Цветок развивается из верхушечной почки побега. На укороченной оси - стеблевой части цветка, называемой цветоложем , - располагаются все его части, представляющие собою видоизменённые листья этого укороченного побега. В полном цветке, где имеются все части, нижние листья образуют околоцветник, часто состоящий из чашечки  и венчика , несколько выше располагаются тычинки , составляющие андроцей, и выше пестик , или пестики, составляющие гинецей. Удлинённая часть цветочного побега под цветком называется цветоножкой ; в случае её недоразвития цветок называют сидячим.

Андроцей - это совокупность тычинок в цветке. Тычинка состоит из тычиночной нити  и связника. При помощи тычиночной нити тычинка прикрепляется к цветоложу; в случае недоразвития нити пыльник называется сидячим. Пыльник обычно состоит из двух половинок , в каждой из которых образуется по два пыльцевых гнезда, где и развивается пыльца. Связником называется ткань, соединяющая между собой половинки пыльника.

Тычинки чаще остаются свободными, но иногда срастаются между собою нитями в общую трубку или группами; в некоторых семействах они слипаются своими пыльниками (сложноцветные). Тычинки с недоразвившимися пыльниками, не дающие пыльцы, называются стаминодиями. Они часто приобретают своеобразную, например, лепестковидную, форму или выполняют функцию нектарников.

Гинецей - совокупность плодолистиков в цветке, образующих один или несколько пестиков. Пестик состоит из завязи  - нижней, расширенной, полой части, в которой развиваются семяпочки, столбика , или стилодия (одного или нескольких) и рыльца , воспринимающего пыльцу. Если столбик не развит, рыльце называют сидячим. Рыльце бывает цельным, головчатым, лопастным, перистым и т.п.

Полный цветок. Цветок называется полным, если он содержит все основные части. Цветок, не имеющий околоцветника, называется голым; не имеющий тычинок -пестичным, или женским ; не имеющий гинецея - тычиночным, или мужским;

В отличие от однополых, цветки, содержащие и андроцей, и гинецей, называются обоеполыми:

Растения с раздельнополыми цветками делятся на однодомные, у которых тычиночные и пестичные цветки возникают на одном и том же растении (лещина,ольха), и двудомные, когда на одних экземплярах развиваются только пестичные цветки, на других - только тычиночные (актинидия, ясень). Есть и такие растения, у которых встречаются цветки как раздельнополые, так и обоеполые, их называют многодомными (среди древесно-кустарниковых растений средней полосы таковых нет).

Кроме перечисленных частей, в цветке часто имеются нектарники. Они возникают на цветоложе в виде диска или отдельных желёзок, а также на околоцветнике, на тычиночных нитях, на стаминодиях, на пестиках. Нектарники выделяют сахаристые вещества, которые привлекают насекомых; форма их очень разнообразна.

Прицветники. Лист, из пазухи которого выходит цветок, называется кроющим по отношению к этому цветку. У многих растений на цветоножке есть небольшие листочки - прицветники. Иногда прицветниками называют кроющие листья, а листочки на цветоножках - прицветничками. Кроющие листья и прицветники чаще бывают мелкими, плёнчатыми.

Симметрия цветка. Существенным признаком цветка является характер симметрии в расположении и форме его органов, особенно венчика. Если через цветок можно провести несколько плоскостей симметрии - цветок называют правильным, или актиноморфным:

Если части одного круга цветка различны и расположены так, что плоскость симметрии только одна, - его называют неправильным, или зигоморфным:

Очень редко встречаются цветки асимметричные, где нельзя провести ни одной плоскости симметрии.

Опыление и оплодотворение цветка

Это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. У растений с обоеполыми цветками происходит самоопыление (автогамия) – пыльца опыляет рыльце пестика того же цветка. В случае перекрестного опыления (аллогамии), пыльца опыляет рыльца других цветков. Аллогамия делится на гейтоногамию, происходящую в пределах одного растения, и ксеногамию, при которой пыльца с цветка одного растения переносится на рыльце пестика другого. Самоопылителями являются многие виды культурных растений: пшеница, лен, просо, горох, фасоль… Преимущества автогамии – стабилизация признаков вида. Преимущества ксеногамии – увеличение внутривидового разнообразия и приспособляемости, за счет возрастания рекомбинаций генетического материала. 90% растений свойственно перекрестное опыление.

После опыления через некоторое время происходит оплодотворение (слияние гамет), которому предшествует прорастание пылинки, начинающееся с выхода из апертуры пыльцевой трубки. По мере ее роста по столбику пестика в ее растущий конец переходят ядро сифоногенной клетки и два спермия. После достижения завязи пыльцевая трубка проникает в семязачаток через микропиле. Данный процесс называется порогамией. После проникновения в зародышевый мешок содержимое пыльцевой трубки изливается внутрь. Образуется диплоидная зигота (при слиянии спермия с яйцеклеткой) и триплоидное ядро (при слиянии спермия с центральным ядром зародышевого мешка). Из триплоидного ядра формируется эндосперм (запасающая ткань). Так происходит двойное оплодотворение.