Отдел Голосеменные

1.

Отдел Голосеменные
(Pinophyta, или Gymnospermae)
Гинкго
Гнетум
Сосна
обыкновенная

2.

Происхождение голосеменных

3.

Происхождение голосеменных
Глобальное изменение климата конец карбона (каменноугольного
периода) палеозойской эры:
влажный и теплый - более сухой и
холодный (весь пермский период).
Гаметофит – «слабое звено»
споровых растений: для развития и
для оплодотворения нужна вода.
Появляются папоротники, у которых
гаметофиты развиваются не
отдельно, а под защитой спорофита,
на самом спорофите. Опыление с
помощью воды становится
невозможным, единственный путь
мужским гаметам попасть к женскому
гаметофиту и женским гаметам –
воздушный. Происходит редукция
гаметофитов, им уже не нужны
ризоиды, хлорофилл – все
необходимые вещества они получают
от спорофитов.

4.

Происхождение голосеменных

5.

Соотношение гаметофита и
спорофита в эволюции растений
1 - водоросли ,
2 - мхи ,
3 - папоротники , 4 голосеменные, 5 покрытосеменные
(цветковые)

6.

Прогрессивные черты
голосеменных
Развитие гаметофитов на
спорофите
Перенос пыльцы (мужских
гаметофитов) по воздуху, для
оплодотворения не нужна
вода
Размножение семенами, за
счет сформированного
зародыша и запаса
питательных веществ которых
происходило быстрое
развитие молодого растения.

7.

Общая характеристика отдела
Сосна
обыкновенная
• 800 современных видов
• Широкое распространение по поверхности
суши; встречаются во всех климатических
зонах – от тропиков до лесотундры;
предпочитают местообитания с относительно
прохладным или холодным климатом и
достаточным количеством влаги.
• Жизненные формы – преимущественно
деревья или кустарники с моноподиальным
ветвлением
• У большинства голосеменных листья
игловидные (хвоя) или чешуевидные –
приспособление к недостатку влаги,
преимущественно вечнозеленые растения,
приспособленные к суровому климату

8.

Размножение
В жизненном цикле преобладает
спорофит, представляющий собой
листостебельное растение. На
спорофите происходит
образование микро- и мегаспор
(разноспоровые растения). Из спор
развиваются гаметофиты.
Мужские гаметофиты редуцированы
до микроскопически
маленьких пыльцевых зерен, у
которых отсутствуют даже
антеридии. Пыльцевые зерна
развиваются в микроспорангиях,
расположенных на чешуйках шишек.

9.

Размножение
На мужской шишке в микроспорофиллах
(листьях с микроспорангиями) внутри
микроспорангиев развивается большое
количество диплоидных материнских клеток
микроспор. Они мейотически делятся и
образуют многочисленные тетрады
гаплоидных микроспор (спорическая
редукция).

10.

Размножение
Каждая микроспора одета наружной плотной оболочкой (экзиной),
под которой позже формируется внутренняя оболочка (интина). У
сосны экзина отстает от интины, и образуется два воздушных мешка,
увеличивающих поверхность пыльцы и способствующих ее
распространению ветром.

11.

А – деление археспориальной клетки; Б – тетрада микроспор; В – микроспора;
Г-Е – образование мужского гаметофита (пыльцы); Ж – прорастание пыльцы:
1-2 – проталлиальные клетки, 3 – антеридиальная клетка, 4 – вегетативная клетка,
5 – клетка-ножка, 6 – спермагенная клетка.
Мужской гаметофит начинает формироваться еще в микроспорангиях. Ядро
микроспоры дважды делится митотически. При этом происходит образование
двух мелких проталлиальных клеток и антеридиальной. Проталлиальные
клетки быстро отмирают, а антеридиальная делится с
образованием генеративной и сифоногенной (клетки трубки). В таком
двухклеточном состоянии незрелые мужские гаметофиты называются уже
пыльцой, которая переносится ветром на женские шишки. Позже из
генеративной клетки образуются клетка-ножка и сперматогенная, которая
митотически образует два спермия. Покровы микроспоры (экзина и интина)
становятся покровами пыльцы.

12.

ПРЕПАРАТ: Продольный срез
мужского стробила сосны
1. Продольный разрез через
мужскую шишку
2. Продольный разрез через
микроспорофилл (тычинку)
3. Поперечный разрез через
микроспорофилл. Видны два
гнезда пыльника (микроспорангии)
4. Пылинка (проросшая
микроспора) с двумя
воздушными пузырями; в
микроспоре две клетки
(антеридиальная — верхняя
и вегетативная — нижняя)

13.

ПРЕПАРАТ: Пыльцевое зерно
сосны

14.

Опыление сосны
В конце весны или начале лета пыльца
созревает, микроспорангии
вскрываются и пыльца высыпается
наружу. К этому времени чешуи
женских шишек раздвигаются, и
пыльца с помощью ветра попадает в
промежутки между семенными
чешуями, где задерживается,
благодаря выделяющейся здесь
жидкости. После опыления семенные
чешуи смыкаются. Оплодотворение
происходит лишь спустя 12-14 месяцев
после опыления, так как в момент
опыления ни мужской, ни женский
гаметофиты еще не сформированы.
Развитие мужского гаметофита
заканчивается уже после опыления
внутри семязачатка. Лишь через месяц
после опыления в женских шишках
начинается мегаспорогенез.
Семязачаток состоит
из мегаспорангия –
нуцеллуса (центральная
многоклеточная часть семязачатка) и
одного интегумента (покров
семязачатка).

15.

Оплодотворение
В средней части нуцеллуса обособляется одна
материнская клетка мегаспоры. Делясь мейотически, она
образует четыре гаплоидные мегаспоры, три из которых
дегенерируют. Ядро оставшейся клетки многократно
делится митотически и дает начало женскому гаметофиту
– гаплоидному (первичному) эндосперму, в котором
формируются два архегония.
ин - интегумент;
нц - нуцеллус;
ар.к - археспариальная
клетка;
мг - мегаспоры;
п. т - пыльцевая трубка;
арх - архегоний;
гф - гаметофит
(эндосперм);

16.

Оплодотворение
После опыления пыльцевое зерно начинает прорастать. За
счет сифоногенной клетки происходит образование
пыльцевой трубки, врастающей в ткань нуцеллуса и
продвигающейся по направлению к развивающемуся
архегонию. Около 15 месяцев растет пыльцевая трубка по
направлению к семязачатку, затем через микропиле
попадает в нуцеллус и проникает в архегоний. Прежде чем
пыльцевая трубка достигнет женского гаметофита,
антеридиальная клетка дает начало двум спермиям.
Один из спермиев сливается
с яйцеклеткой, а другой
дегенерирует, разрушается и
второй архегоний.
Полноценный зародыш
развивается лишь из одной
зиготы.

17.

Развитие гаметофитов сосны
А – пыльцевое зерно
Б – образование мужского
гаметофита;
1 – проталлиальная клетка;
2 – антеридиальная клетка;
3 – воздушные мешки;
В – пыльцевая трубка;
4 – генеративные клетки
(спермии);
Г – продольный разрез
семяпочки;
Д – верхняя часть семяпочки;
5 – интегумент;
6 – микропиле;
7 – нуцеллус;
8 – пыльцевая трубка;
9 – эндосперм;
10 – шейка архегония;
11 – яйцеклетка;
12 – женский гаметофит

18.

Молодая женская шишка сосны

19.

Строение семени и проростка сосны
1 — строение семени,
а — кожура (покров)
семени,
б — остаток нуцеллуса,
в — эндосперм, в середине
которого находится
зародыш,
г — семядоли зародыша,
д — подсемядольное колено
(зачаточный стебель)
е — корешок,
ж — подвесок;
2 — прорастание семени
сосны,
а — кожура семени,
б — семядоли,
в — подсемядольное колено,
г — корень,
д — побег с первыми
листьями.

20.

ПРЕПАРАТ: Строение семени
сосны сибирской

21.

ЗАДАНИЕ: Схема жизненного цикла сосны обыкновенной