Шпаргалка по "Ботанике"

 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.Голосеменные включают шесть классов, два из которых полностью исчезли, а остальные представлены ныне живущими растениями. Наиболее сохранившейся и самой многочисленной группой голосеменных является класс Хвойные, насчитывающий не менее 560 видов, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.

ИНТЕГУМЕНТ--покров семяпочки семенных растений.

Теории  происхождения  интегумента

По поводу происхождения интегумента  существует ряд гипотез. Согласно одной  из них, синангиальной, семязачаток  возник из синангия , у которого внутренний спорангий остался фертильным (т.е. продуцирует споры), а периферические подверглись стерилизации и образовали интегумент . Согласно другой - теломной теории - интегумент представляет собой результат срастания периферических изначально вегетативных теломов вокруг одного спороносного. Эта теория согласуется с палеоботаническими находками, которые относятся к праголосеменным и вымершим голосеменным - семенным папоротникам.

Формирование и строение семязачатка голосеменных: Семязачаток состоит из макроспорангия – нуцеллуса, защищенного дополнительным покровом – интегументом. На верхушке семязачатка интегумент не замкнут, его края образуют отверстие – микропиле. Внутри нуцеллуса развивается женский гаметофит, представляющий собой бесцветное многоклеточное тело, клетки которого накапливают значительное количество запасных веществ, главным образом масел. На обращенном к микропиле конце гаметофита образуются 2 погруженных в его ткань архегония, в брюшке каждого из которых находится крупная яйцеклетка. У других более примитивных Хвойных могут быть десятки архегониев.После оплодотворения из семязачатка формируется семя. Интегумент превращается в семенную кожуру, нуцеллус расходуется на развивающийся зародыш, от него остается тонкая пленка. Ткани заростка или эндосперма сильно разрастаются и в них откладываются питательные вещества.Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш, состоящий из корешка, стебелька и почечки с 2-18 семядолями.

 

19. Характеристика  классов семенные папоротники  и саговниковые и гинкговые.

Саговниковые или Цикадовые (Cycadopsida)

Саговниковые - небольшая и очень обособленная группа тропических и субтропических голосеменных. В настоящее время насчитывает 10 родов и около 120 видов. По видовому богатству современных голосеменных они занимают второе место после хвойных. Обитают саговниковые в тропиках, в низкорослых жестколистных вечнозеленых лесах и кустарниковых зарослях.Саговниковые - древовидные, реже низкорослые растения, напоминающие внешним обликом пальмы. Наиболее крупные представители саговниковых достигают высотой 20 м и имеют ствол толщиной 1 м.Все саговниковые - двудомные растения. Мужские гаметы - сперматозоиды, способны к активному движению в водной среде по направлению к яйцеклетке. Этот примитивный признак указывает на близость саговниковых к растениям, размножающихся в водной среде.

 Познакомится с саговниковыми можно на примере саговника поникающего - Cycas revoluta. Cycas revoluta пользуется широкой популярностью у садоводов всех стран за свою декоративность. Родом он из Южной Японии, иногда выращивается у нас на Черноморском побережье. Из других саговниковых можно назвать замию карликовую (Zamia pumila), Encephalartos altensbinii.

Кора и сердцевина саговниковых богата крахмалом и раньше использовалась для получения крахмалистого  пищевого продукта - саго. Семена большинства саговниковых также съедобны и до сих пор употребляются в некоторых странах в пищу.

Гинкговые-Ginkgopsida

В настоящее время сохранился только один представитель класса гинкговых - гинкго двулопастной (Ginkgo biloba).

Гинкго называют живым ископаемым, так как его ближайшие родичи вымерли десятки миллионов лет  назад. В юрском периоде и в  раннем мелу гинкговые были основной лесосоставляющей породой умеренной  и теплоумеренной зоны Северного  полушария. В мелу началось угасание этой группы и полностью гинкговые  вымерли к концу мелового периода.

Листья гинкго имеют своеобразную вееровидную лопастную пластинку, сидящую на тонком черешке.

Гинкго - растение двудомное. Мужские  стробилы его сережковидные, а женские  одиночные, имеющие по два семязачатка. Оплодотворение яйцеклеток происходит с помощью подвижных половых  клеток - сперматозоидов.

В дикорастущем состоянии гинкго двулопастной встречается только в горах Западного  Китая. Это высокое листопадное  дерево, которое достигает иногда 40 м в высоту и более 4.5 м в  диаметре. Живет гинкго до 2000 лет.

Разводят гинкго в культуре уже  около 150 лет. Семена его съедобны, но выращивают это дерево благодаря  декоративности и устойчивости к  загрязнению воздуха.

Семенные папоротники (Lyginopteridopsida), класс вымерших голосеменных растений преимущественно древовидного облика. Стебли крупные, длинные и тонкие или массивные, отличаются от стеблей настоящих папоротников развитием вторичной ксилемы, наличием точечной поровости трахеид и характерной только для них сетчатой системы механических волокон в коре. Листья крупные, перистые, неотличимые по внешнему виду от листьев настоящих папоротников (различия анатомические — в строении эпидермы, устьиц и листовых черешков). Листья несли семена, различные по строению (например, у лигиноптеридовых и медуллозовых Семенные папоротники). Растения ветроопыляемые. В пыльцевых камерах семезачатков часто находят пыльцу. Микроспорангии краевые или верхушечные, иногда образуют синангии. К Семенные папоротники обычно относят также кейтониевые. Остатки Семенные папоротники наиболее распространены в карбоне, но встречаются вплоть до юры. В палеоботанике эту группу ископаемых растений чаще называют птеридоспермами.

 

20. Характеристика  классов беннеттитовые и гнетовые (оболочкосеменные).

Гнетовые (Gnetopsida)

К классу гнетовых относятся три  изолированных друг от друга порядка: эфедровые (Ephedrales), вельвичивые (Welwitschiales) и гнетовые (Gnetales).

Они обладают рядом общих признаков:

 Супротивное листорасположение 

 Дихазиальное ветвление собраний  однополых стробил 

 Двусемядольные зародыши 

 Похожие на околоцветник  покровы вокруг стробилов 

 Наличие сосудов во вторичной  ксилеме 

 Отсутствие смоляных каналов

Беннеттитовые папоротники (Bennettitopsida)

Беннеттиты - это полностью вымершая группа голосеменных , которая в мезозойскую эру принимала большое участие в сложении растительного покрова нашей планеты. Появившись в нижнем триасе , беннеттиты полностью исчезают в верхнем мелу . По своему облику большинство беннеттитов напоминало саговниковые . Стволы их были либо прямые неветвящиеся высотой до 2 м, либо клубневидной формы диаметром до 60 см. На вершине стволов располагалась крона крупных перистых листьев. Реже встречались небольшие слабоветвящиеся кустарники с цельными листьями длиной до 10 см. Перистые листья беннеттитов настолько сходны с листьями саговниковых, что долгое время остатки беннеттитов выдавались за саговники. Однако строение устьичного аппарата у них четко различается - у беннеттитов устьица синдетохейльные, а у саговников - гаплохейльные.

Стебли беннеттитов имели довольно примитивное анатомическое строение - большую его часть занимала паренхима  сердцевины, которую окружало узкое  кольцо проводящей системы. Вторичная  ксилема была развита очень слабо  и состояла из лестничных трахеид .

Репродуктивные органы беннеттитов  имели уникальное строение, хотя деталями отличались друг от друга. Первоначально  описанные обоеполые стробилы беннеттитов  дали повод ученым рассматривать  их в качестве предковой формы  цветковых растений с обоеполыми цветками . Однако тщательные исследования показали, что подавляющее число видов беннеттитовых имели однополые стробилы. Они были настолько своеобразны, что трудно установить связь между ними и цветковыми растениями . Логичнее предположить, что беннеттиты и цветковые имели общего предка, а их дальнейшее развитие шло параллельными, независимыми путями. Однако в настоящее время на основе изучения более ранних, неспециализированных видов беннеттитов некоторые палеоботаники опять возвращаются к идее выведения цветковых из беннеттитов.

В основании как однополых, так  и обоеполых стробилов располагались  стерильные листья, выполнявшие роль околоцветника - перианция, или периант . Микростробилы состояли из оси, на которой размещались мутовками микроспорофиллы самой разнообразной формы - цельные, перистые, пальчатые. Иногда их строение было столь сложно, что трудно поддается описанию. На их внутренней поверхности располагались микросинангии различной формы. Мегастробилы выше околоцветника , состоявшего из перистых листьев , имели мясистую расширенную ось конической или булавовидной формы. На ней располагались многочисленные (до 500-600) спорангиофоры в виде цилиндрических ножек. На их вершинах сидели семязачатки с сильно оттянутыми микропилярными трубочками. Между спорангиофорами располагались стерильные органы в виде ножки, которая на вершине постепенно расширялась в многоугольную щитковидную пластинку. Эти расширенные части почти полностью смыкались между собой, нависая над семязачатками и обеспечивая их защиту. Лишь в углах сходившихся многоугольников оставались отверстия, через которые выходили наружу оттянутые микропилярные трубки, улавливающие пыльцу .

Таким образом, стерильные органы обеспечивали своеобразную покрытосемянность, что говорит о высокой специализации этой группы.

В семязачатках одних видов интегумент был свободный, у других он срастался  с нуцеллусом . Характерно то, что все они имели пыльцевую камеру , следовательно, можно предположить, что оплодотворение у них происходило с помощью сперматозоидов , как у саговниковых . Беннеттиты обладали уникальными среди всех голосеменных растений семенами - они не имели эндосперма, их питательные вещества были сосредоточены в двух крупных семядолях, что считается прогрессивным признаком.

Класс беннеттитовые включает один порядок с двумя семействами - семейство беннеттитовые и семейство  вильямсониевые. В основе разделения на семейства лежит различие их жизненных  форм.

 

21. Характеристика  класса хвойные и его систематических групп.

КЛАСС ХВОЙНЫЕ, ИЛИ ПИНОПСИДЫ (PINOPSIDA)

Хвойные - наиболее обширный и представительный класс среди голосеменных. Он занимает второе место после покрытосеменных по своему значению в природе и жизни человека.

В настоящее время хвойные насчитывают 560 видов, относящиеся к 55 родам и 7 семействам. Известны хвойные с позднего карбона. Они образует леса в Северной Евразии и Северной Америке, встречаются в умеренных областях Южного полушария.

Все хвойные - деревья и кустарники. Листья, как правило, многолетние, игловидные или чешуйчатые (исключения составляют представители родов араукария  и подокарпус с ланцетными и широколанцетными листьями). Большинство хвойных растения вечнозеленые, но встречаются и листопадные (например, лиственница).

Хвойные бывают однодомные и двудомные. Стробилы всех хвойных раздельнополые.

Систематика хвойных.

Класс включает два подкласса: кордаиты (Cordaitidae) и хвойные (Pinidae).

ПОДКЛАСС КОРДАИТЫ. (Cordaitidae)

Подкласс кордаиты содержит единственный порядок - кордаитовые (Cordaitales), одно семейство Cordaitaceae.

Кордаиты - вымершие растения. Они  составляли значительную часть лесов  по берегам водоемов с начала каменноугольного периода и до начала мезозойской  эры. Кордаиты были крупными деревьями  с моноподиально ветвящимся стеблем  и высокой кроной. Высота деревьев составляла 30 м, толщина ствола - 1 м. Длина листьев достигала 1 метра  при толщине 20 см. Сережковидные  стробилы были однополые.

Считается, что кордаиты произошли  от семенных папоротников и дали начало хвойным.

ПОДКЛАСС ХВОЙНЫЕ(Pinidae)

Хвойные - наиболее сохранившаяся и наиболее многочисленная группа голосеменных растений. Возникли они в конце каменноугольного периода, а своего расцвета достигли в мезозое.

Анатомическое строение стеблей хвойных  однообразно. Оно отличается более  развитой древесиной и менее развитыми корой и сердцевиной. Ксилема хвойных на 90% состоит из трахеид.

Стробилы хвойных исключительно раздельнополые. Мужские стробилы образованы микроспорофиллами, на нижней стороне которых находятся по два микроспорангия - пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Пыльцевые зерна разносит ветер.

Мегастробилы имеют две чешуи - семенную чешую, на верхней поверхности  которой располагаются два семязачатка  и стерильную кроющую чешую. В  центре каждого семязачатка развивается  эндосперм, или заросток (женский  гаметофит). В верхней части эндосперма закладываются два архегония  с крупными яйцеклетками.