Занятие 8. Отдел Голосеменные . Порядок Сосновые

Отдел Pinophyta – Голосеменные

Голосеменные – группа архегониальных растений, которые размножаются не спорами, а семенами, расположенными открыто на мегаспорофиллах или семенных чешуях. Семя развивается из семязачатка и состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.

Среди современных голосеменных преобладают древесные формы, чему способствует наличие камбия, формирующего древесину. Древесина состоит в основном из трахеид с окаймленными порами.

Листья имеют синтеломное происхождение и характеризуются огромным разнообразием форм и размеров.

Все голосеменные – разноспоровые растения. В микроспорангиях формируются микроспоры, которые начинают прорастать уже внутри него. Проросшие микроспоры – мужские гаметофиты – пыльцевые зерна. Они разносятся ветром и попадают на семязачатки. Семязачатки состоят из мегаспорангия – нуцеллуса и покрова – интегумента. В нуцеллусе развиваются 4 мегаспоры, но полного развития достигает только одна, прорастающая в женский гаметофит (эндосперм). Архегонии сильно редуцированы. У примитивных групп голосеменных половой процесс осуществляется с помощью сперматозоидов; в этом случае мужской гаметофит формирует гаусторию. У высших голосеменных этот процесс осуществляется при помощи спермиев (для их доставки к яйцеклетке формируется пыльцевая трубка). После оплодотворения из семязачатка формируется семя.

Класс Pinopsida – Пинопсиды, или хвойные

Большинство представителей класса характеризуются хвоевидными листьями, но есть и крупнолистные представители. Побеги двух типов: ауксибласты и брахибласты. Большинство хвойных – вечнозеленые растения. Микроспорофиллы собраны в микростробилы. Семенные шишки состоят из оси, на которой располагаются семенные чешуи в пазухах кроющих; шишки разнообразны по форме и размерам.

Подкласс Pinidae – Хвойные

Порядок Pinales – Сосновые

Листья хвоевидные, вечнозеленые или листопадные. Микростробилы одиночные или собранные в группы; микроспорофиллы дорзивентральные, микроспоры обычно с воздушными мешками. Семенные шишки типичного строения: семенные чешуи располагаются в пазухах кроющих на оси шишки. Семена с крылом или бескрылые.

Pinus sylvestris L. – Сосна обыкновенная

Рассмотреть и зарисовать:

1. Ветка сосны (гербарий). Отметить удлиненный побег, укороченные побеги, листья (хвою), чешуевидные листья, группу микростробилов, семенную шишку.

2. Строение микростробила (микропрепарат). Рассмотреть микростробил при малом увеличении микроскопа, отметить ось микростробила, отдельные микроспорофиллы, микроспорангии, микроспоры.

3. Пыльцевые зерна (микропрепарат). Отметить воздушные мешки, экзину, интину.

4. Внешний вид семени. Отметить семя, крыло.

Pinus sibirica Du Tour – Сосна сибирская, кедр (дополнительно)

Строение семени. Выполнить продольный разрез семени, зарисовать и отметить: семенная кожура, пленка, эндосперм, подвесок, зародыш (корешок, стебелек, семядоли).

Abies sibirica Ledeb. – Пихта сибирская

5. Побег пихты (гербарий). Зарисовать и отметить: удлиненные побеги, листья.

6. Чешуи семенной шишки (фиксированный материал). Зарисовать чешуи с верхней и с нижней стороны. Отметить семенную и кроющую чешуи, семена.

Порядок Cupressales – Кипарисовые

Листья хвоевидные или чешуевидные, супротивные или очередные. Микростробилы обычно мелкие, микроспорофиллы дорзивентральные, несущие от 2 до 9 микроспорангиев; микроспоры без воздушных мешков; мужской гаметофит без проталлиальных клеток. Семенные шишки разнообразны по форме, относительно невелики, со срастающимися кроющими и семенными чешуями. Семена мелкие, крылатые или бескрылые.

Juniperus communis L. – Можжевельник обыкновенный

Рассмотреть и зарисовать:

7. Побег можжевельника (гербарий). Отметить игольчатые листья, мутовчатое расположение листьев, ягодообразные шишки («шишкоягоды»).

Порядок Araucariales – Араукариевые

Листья обычно крупные, длиной до 10–18 см, плотные широколанцетные или почти округлые. Микростробилы крупные, до 25 см длиной; микроспорофиллы несут многочисленные свисающие микроспорангии. Семенные шишки крупные, кроющие и семенные чешуи срастаются.

Araucaria heterophylla (Salisb.) Franco – Араукария разнолистная

8. Побег араукарии (гербарий). Рассмотреть, зарисовать и отметить листья, удлиненные побеги.

Порядок Podocarpales – Подокарповые

Двудомные или однодомные растения. В древесине отсутствуют смоляные ходы и слабо выражены годичные кольца. Микроспорофиллы с двумя микроспорангиями; микроспоры с 2-3 воздушными мешками. Семенные чешуи чашевидной формы (эпиматий), часто срастающиеся с интегументом семязачатка. Для порядка характерно уменьшение количества семенных чешуй, нередко до одной.

Podocarpus L’Heriter ex C. Persoon – Подокарп

9. Побег подокарпа (гербарий). Зарисовать и отметить листья, жилкование.

Класс Ginkgopsida – Гинкговые

Монотипный класс с единственным представителем. В стволе хорошо развита древесина и слабо развита сердцевина. Побеги двух типов – укороченные и удлиненные. Листья имеют длинный черешок и вееровидную листовую пластинку с дихотомическим жилкованием. Микростробилы в виде повисающей сережки, микроспорофиллы радиальные, с двумя повисающими микроспорангиями. Мегастробилы несут два семязачатка, окруженные валиками. Оплодотворение происходит при помощи сперматозоидов. Семена имеют трехслойную семенную кожуру: наружный слой мясистый, средний каменистый и внутренний бумажистый.

Порядок Ginkgoales – Гинкговые

Ginkgo biloba L. – Гинкго двулопастный

10. Побег гинкго (гербарий). Зарисовать и отметить укороченные и удлиненные побеги, листья (черешок, вееровидную пластинку, дихотомическое жилкование).

Класс Cycadopsida – Цикадопсиды

Тропические или субтропические растения. Стволы слабоветвящиеся, с мощно развитой сердцевиной. Для саговников характерна макрофилия: листья часто очень крупные, до 3-6 м длиной, перистые. Микроспорофиллы с большим количеством микроспорангиев. Мегаспорофиллы либо одиночные, перистые (Cycas), либо собраны в крупные мегастробилы. Оплодотворение происходит при помощи сперматозоидов. Семена опадают до созревания зародыша и имеют ярко окрашенную семенную кожуру.

Порядок Cycadales – Саговниковые

Cycas revoluta Thunb. – Саговник поникающий

11. Перистый лист. Рассмотреть, зарисовать и отметить сегменты листа.

Материал и оборудование: микроскопы, бинокуляры, чашки Петри, микропрепараты (мужская шишка сосны, пыльцевые зерна), гербарные экземпляры сосны обыкновенной, пихты сибирской; семена сосны сибирской и с. обыкновенной; фиксированные микростробилы сосны обыкновенной, семенные шишки сосны (или лиственницы), чешуи семенной шишки пихты; шишки разных видов елей, гербарные экземпляры можжевельника обыкновенного, туи западной, араукарии, подокарпа, гинкго двулопастного, лист саговника, шишки можжевельника обыкновенного.

Контрольные вопросы и задания:

1. Дайте характеристику порядка сосновые. Каких представителей данного порядка вы знаете?

2. Охарактеризуйте анатомическое строение стебля сосны.

3. Расскажите о строении листьев и побегов в порядке сосновые.

4. Каково строение семенной шишки сосновых? Расскажите о происхождении семенной чешуи.

5. Каково строение мужской шишки сосновых? В чем особенность пыльцевых зерен?

6. Расскажите о жизненном цикле сосны обыкновенной.

7. По каким признакам отличаются друг от друга различные роды порядка сосновые?

8. Расскажите о значении сосновых в жизни человека.

9. Дайте характеристику порядка кипарисовые. Каковы особенности шишек различных родов порядка?

10. Дайте характеристику порядка араукариевые.

11. Охарактеризуйте порядок подокарповые.

12. Почему гинкго двулопастный называют живым ископаемым?

13. Расскажите о классе гинкговые. Каковы признаки примитивного строения гинкго?

14. Каковы основные черты класса саговниковые? Каковы особенности примитивного строения представителей?

15. Расскажите о значении голосеменных в жизни человека.

Домашнее задание: подготовиться к письменной проверочной работе по теме занятия.