Дата: 23.04.2020р. Ботаніка 2 курс 22 група Заняття №34 Тема: Відділ Голонасінні

ГОЛОНАСІННІ – це перші насінні рослини.Пристосування Голонасінних:•  Ріст стебла в товщину відбувається за рахунок збільшення деревини, а не кори (для  спротиву вітру). •  Запліднення перестає бути залежним від води, оскільки чоловічі статеві клітини доносяться до яйцеклітини за допомогою пилкової трубки. •  Гаметофіти голонасінних утворилися і розвиваються на спорофіті за рахунок його поживних речовин.• Насінні зачатки розміщені відкрито (у хвойних на насінних лусках шишок), чутливі насінні зачатки погано захищені від сухості повітряного середовища. Різноманітність голонасінних (дерева, ліани або чагарники).Хвойні, або Шишкові(листки у вигляді хвої, мегаспорангії  зібрані в шиш-ки)

Клас Хвойні.Сосна, ялина, ялиця, модрина, туя, ялівець, тис, кедр, кипарис, секвойя, араукарія, подокарпус, агатіс, секвойя вічнозелена

Безхвойні Клас Гінкгові. Гінкго дволопатевий (дерево до 40 м збереглось в Китаї, листки віялоподібні, часто дволопатеві із вильчастим жилкуванням, насінини великі зі соковитим жовто-оранжевим зовнішнім шаром покриву, розміром і виглядом нагадують кістянки аличі). Клас Саговників. Саговик (поширений у тропіках і субтропіках, у вологих лісах і напівпустелях Африки, Америки, Азії та Австралії, подібні до пальм — із масивним, майже не розгалуженим стовбуром і великими розсіченими листками).

Оболонконасінні (мають додатковий покрив довкола насінини)

Клас Гнетові.Ефедра (невеликий кущ в степу).Гнетум (дерева і ліани вологих тропіків із широкими листками).Вельвічія (мешканка пустель південно-західної Африки, має лише два листки, які наростають в основі й поступово руйнуються на кінцях протягом усього життя рослини, вік може перевищувати 1000 років).

 Загальна характеристика відділу Голонасінних.Ознака Характеристика

Кількість видів

Близько 700 видів (найбільше видів голонасінних належить до хвойних)..

Середовище життя

Ліси, пустелі, не живуть у водному середовищі та в Антарктиді.

Життєва форма

Виключно дерев’янисті рослини (дерева, ліани, чагарники), переважно вічнозелені, трав'янистих нема.

Життєвий цикл

Багаторічні рослини. У життєвому циклі переважає спорофіт, причому гаметофіт живе на спорофіті. 

Гаметофіт Розвивається і живе на спорофіті, живлячись за рахунок його поживних речовин.

Спорофіт Носій органів спороношення та домівка для гаметофіту.Виключно різноспорові рослини.Має корінь та пагін (стебло, листки).Зародковий корінець закладається ще в зародку, з нього розвивається

головний корінь, стрижнева коренева  система глибоко в ґрунті добре закріплює рослину.Добре розвинутий камбій сприяє росту стебла у товщину, потовщення стебла за рахунок розростання деревини, основна маса клітин якої мертва (міцні стовбури).Найчастіше рослини мають дрібні листки у вигляді голок або лусок, рідше – широкі  великі листки.

Спорангій Мікроспорангії (зібрані в стробіли) на лусках чоловічих шишок та мегаспорангії на лусках жіночих шишок.

Фотосинтез Фотосинтезуючим поколінням є нестатеве покоління (спорофіт). Фотосинтез здійснюється листками.

Запилення Запилення є необхідною умовою запліднення, запилення відбувається за допомогою вітру.Під час запилення насінний зачаток вловлює пилок за допомогою крапельки води, яку він виділяє.

Тривалість запліднення

Від часу попадання пилку на насінний зачаток і до злиття статевих клітин проходить значний час (не менше півроку), у найпримітивніших формування насіння відбувалося після опадання насінних зачатків на землю.

Розмноження Статеве (насіння) та нестатеве (вегетативно).Чоловічі статеві клітини (спермії) потрапляють до жіночих за допомогою пилкової труби (не потрібна вода).

Насінина (утворює гаметофіт і спорофіт)

Зародок належить спорофіту і має подвійний набір хромосом у клітинах, а ендосперм є частиною гаметофіту, клітини якого містять одинарний набір хромосом.Первинний ендосперм становить собою частину гаметофіту та формується до запліднення.Насіння також нерідко має крилоподібні придатки.

Значення в природі

Утворюють значну масу кисню та органічної речовини (формують ліси), викопні утворювали кам'яне вугілля, бурштин утворився зі смоли вимерлих хвойних, хвойні добре очищають повітря від бруду та шкідливих мікроорганізмів, індикатори забруднення повітря.

Значення для людини

Деревину використовують як будівельний матеріал, для виробництва меблів, паперу, а також як паливо.З хвої та живиці отримують різноманітні речовини, які застосовують у парфумерній, кондитерській та медичній промисловості, хвоєю підгодовують тварин.Саговики використовуються в декоративному мистецтві.У хвойних (соснових) лісах будують оздоровчі заклади.Використовують для та закріплення ґрунтів.Ялинка стала атрибутом у святкуванні різдвяних і новорічних свят.

Представники Сосна, ялина, ялиця, модрина, туя, ялівець, тис, кедр, кипарис,

секвойя. Саговник, гінкго, вельвічія дивна, гнетум, ефедра.

Походження Остаточно не встановлено, проте більшість вчених говорять, що вони виникли від якихось вимерлих папоротеподібних.

 ЗНАЧЕННЯ ГОЛОНАСІННИХ В ЕКОСИСТЕМАХ.• Утворюють ліси, а ліси - це легені нашої планети (близько 90% лісів земної кулі складаються або тільки з хвойних, або з хвойних і листяних дерев).• Викопні кордаїти відіграли важливу роль у формуванні кам'яного вугілля, зокрема в Сибіру.• Бурштин утворився зі смоли вимерлих хвойних.• Хвойні добре очищають повітря не тільки від бруду, але й від шкідливих мікроорганізмів (ялівці, сосни виділяють у повітря багато фітонцидів).• Індикатори забруднення повітря (сосна чахне від збільшення в повітрі заводського диму, жовкне хвоя - підвищена радіоактивність).• Гілки ялини чутливо реагують на вологість повітря (никнуть в суху та ясну погоду, розпрямляються в сиру погоду перед дощем).  ЗНАЧЕННЯ В ПРАКТИЧНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ.• Деревина є паливом, сировиною для меблевої, целюлозно-паперової, лако-фарбної промисловості.• Із деревини одержують живицю, скипидар, смоли, бальзами, дубильні речовини, ацетон, гліцерин, ванілін, спирт, терпентин, целофан, пластмаси, штучний шовк, штучну шкіру тощо. • Деревину використовують у будівництві, суднобудуванні, для виготовлення шпал, свай, кріпильних матеріалів для шахт, дек для скрипок, роялей тощо. • На сваях із модрини побудовані всесвітньовідомі міста Венеція і Санкт-Петербург.• З ялиці бальзамічної в Північній Америці одержують канадський бальзам, який широко використовується в мікроскопії. • З хвої одержують каротин, вітамін С, екстракти для ванн тощо, а з насіння хвойних – олію. • Хвоєю, що дуже багата на вітаміни, підгодовують тварин.• У хвойних (соснових) лісах будують заклади для людей із захворюваннями дихальної системи.• Для озеленення використовують ялину звичайну, ялину голубу, тую, ялівці, різні види сосни, ялиці, кипариси, кедри.• Кедр ліванський є елементом символіки Лівану.• Каурі в Новій Зеландії є священним деревом, яке кожна родина висаджує біля свого помешкання, щоб у ньому могли оселитися душі померлих. • У народів північної півкулі ялини стали обов'язковим атрибутом у святкуванні різдвяних і новорічних свят.• Із деревини тиса, яка дуже стійка до гниття,  роблять цвяхи, лемеші, заступи, палі для мостів, фундаменти водяних млинів, греблі.• У листках гінкго багато корисних сполук, які використовують для лікування захворювань судин ніг, серця і мозку людини• Саговики використовують в озелененні приміщень, плутаючи із пальмами.

• Сосну використовують для створення штучних лісонасаджень, висаджують на крутих гірських схилах для запобігання їхньому розмиванню та для закріплення пісків.

Що виготовляють з голонасінних ?• музичні інструменти (з деревини ялини, сосни);• шпали (з деревини ялини, сосни, кедра, модрини);• балки для будівництва;• меблі;• телеграфні стовпи;• папір; • крупу саго (зі серцевини саговника пониклого);• цвяхи (з тиса);• кріпильні матеріали для шахт;• каніфоль (зі смоли хвойних дерев);• вітамінні препарати (з хвої сосни і ялини);• теплу білизну, куфайки для хворих зі «соснового» волокна (з хвої сосни);• дубильні екстракти (з кори ялини);• борошно (з хвої ялини сибірської);• кораблі в давнину тощо.

Види Червоної книги. Таке широке застосування хвойних рослин призвело до їх масового вирубування, тому важливим є лісовідновлення. Особливого значення набуває охорона хвойних рослин перед Новим роком. Величезна кількість сосон, ялин, ялиць знищується для того, щоб прикрасити оселі на декілька днів. До Червоної книги України занесені: ялівець високий, тис ягідний, модрина польська.

 ХВОЙНІ, АБО ШИШКОНОСНІВикопні представники: кордаїти. Сучасні представники: сосна, ялина, ялиця, модрина, туя, ялівець, тис, кедр, кипарис, секвойя (мешкають у помірних і холодних зонах); араукарія, подокарпус, агатіс (мешкають в південній півкулі). Мешкають: тайга Сибіру, хвойні і мішані ліси Євразії, ліси в горах Південної Америки. Життєва форма: виключно деревні рослини (дерева і кущі).Характерна особливість більшості хвойних: верхівковий ріст. Розміщення гілок кільцями, причому щороку утворюється одне кільце (за ними можна підрахувати вік рослини). Хвойні мають один або два типи пагонів: тільки видовжені (ялина, ялиця, тис), видовжені та укорочені пагони, листки при цьому розміщуються на укорочених пагонах (сосна,  модрина, кедр). Внутрішня будова стебла одноманітна: стовбур представлений в основному деревиною з багатьма соляними ходами (каналами, які заповнені живицею - смолами, бальзамами, ефірними оліями тощо, що затягує ранку й запобігає проникненню збудників хвороб та шкідників усередину стовбура у разі його пошкодження).

Багаторічні листки шкірясті, лінійні, мають вигляд голок (голкоподібні листки мають назву хвоя, а рослини з такими листками – хвойні).Хвоя на поперечному зрізі плоска, двогранна або тригранна.  Внутрішня будова листка-хвоїнки.Зверху листок покритий епідермою. Продихи містяться глибоко, на рівні механічної тканини.Під епідермою знаходиться шар механічної тканини, який захищає внутрішні тканини листка від висихання, та смоляні ходи. За механічною тканиною розміщуються фотосинтезуюча і провідна.  Шишка — видозмінений вкорочений пагін голонасінних з листками перетвореними на луски, на шишках утворюються пилкові мішки (мікроспорангії) або насінні зачатки (мегаспорангії).Будова шишки: видозмінений вкорочений пагін складається з вісі та лусок. Розрізняють чоловічі та жіночі шишки. СОСНА ЗВИЧАЙНА.Рослина живе до 400 років і може сягати заввишки до 50 м. Насіння сосна починає утворювати на 12-15-му році життя.У сосни запилення, запліднення і достигання насінин відбуваються за 3 роки, в інших голонасінних можуть відбуватися протягом одного року. Типи шишок сосни:

• цьогорічні жіночі шишки невеликого розміру та червонуватого кольору розміщуються поодинці на верхівках молодих пагонів, мають луски двох типів, причому зовнішні луски - покривні - захищають внутрішні луски з двома насінними зачатками від ушкоджень.• чоловічі шишки дрібні світло-жовтого кольору зібрані групами та знаходяться на деяких молодих пагонах, мають один тип лусок;• минулорічні шишки зеленого кольору довжиною кілька сантиметрів розміщені на старших гілках;• на позаминулорічннх гілках знаходяться старі коричневі й сухі шишки.  Будова чоловічої шишки сосни.

Шишка складається з вісі та лусок. Має лише один тип лусок. 

Луски чоловічих шишок мають пару пилкових мішків (мікроспорангії).Мікроспорангії у хвойних зібрані в стробіли.У пилковому мішку формуються та розвиваються пилкові зерна.Пилкове зерно (чоловічий гаметофіт) формується з мікроспори.Пилкове зерно вкрите двома оболонками, між якими у двох місцях є порожнини, заповнені повітрям - повітряні мішки, що роблять пилок дуже легким для розсіювання його вітром.Пилкове зерно складається з двох клітин - сифоногенної та спермагенної.  Будова жіночої шишки сосни.Шишка складається з вісі та лусок. Має луски двох типів, причому зовнішні луски - покривні - захищають внутрішні луски з двома насінними зачатками від ушкоджень. Луски щільно прилягають одна до одної, під час запилення вони розсуваються, а після запилення луски шишки знову стуляються.

На лусках жіночих шишок сосни утворюються по два насінних зачатки.Мегаспорангії знаходиться всередині насінного зачатка, тобто вони зібрані в шишках. З мегаспори в мегаспорангію формується жіночий гаметофіт (нуцелус).

Нуцелус зверху вкритий покривами (інтегументами), які на верхівці не зростаються і утворюють щілину-пилковхід, через яку до жіночого гаметофіту потрапляє чоловічий гаметофіт. Жіночий гаметофіт у сформованому вигляді складається з поживної тканини, яка називається первинним ендоспермом, та звичайно двох архегоніїв.  РОЗМНОЖЕННЯ СОСНИ займає три роки.1 – рік. ЗАПИЛЕННЯ – процес потрапляння пилкового зерна в насінний зачаток та його проростання. У пилкових мішках чоловічих шишок утворюються пилкові зерна, в оболонках яких є два повітряні мішки. Вітер розносить пилок.Луски жіночої шишки розходяться. Насінний зачаток голонасінних вловлює пилок за допомогою крапельки води, яку він виділяє. Пилкове зерно проростає  - утворює пилкову трубку, що вростає в насінний зачаток. Після запилення луски жіночої шишки закриваються, шишка вкривається смолою і набуває зеленого кольору.2-й рік. УТВОРЕННЯ ПЕРВИННОГО ЕНДОСПЕРМУ ТА ЗАПЛІДНЕННЯ.У жіночих шишках у насінному зачатку з частини клітин утворюється кілька жіночих статевих органів із яйцеклітинами, решта клітин запасає поживні речовини (утворюється особлива тканина — первинний ендосперм голонасінних).У пилкових трубках утворюється по два спермія, пилкова трубка доростає до яйцеклітини, розривається, і один із сперміїв запліднює яйцеклітину. Із зиготи розвивається зародок майбутньої сосни. Залишки покриву насінного зачатка, зародок та ендосперм утворюють молоду насінину.Жіноча шишка розростається та зеленіє.3 рік. ДОСТИГАННЯ НАСІНИНИ.На початку весни насінини повністю достигають (шишки висихають, набувають коричневого кольору і розкриваються, висипаючи зрілі насінини). Завдяки плівчастим крилоподібним виростам насіння добре розсіюється вітром. 

 Схема розмноження сосни звичайної.

Порівняльна характеристика сосни та ялини. Ознака Сосна звичайна Ялина звичайна

Мешкають Холодний і вологий клімат північної півкулі

Східна Європа, Центральна і Північно-Східна Азія, Північна Америка та Китай.

Вік До 350 років До 300 років

Висота До 75 метрів До 50 метрів

Крона Конічна у молодих рослин, з віком стає округлою або плосковерхою.

Пухнаста пірамідальна

Розташування гілок

Мутовчасте Мутовчасте

Форма листків

Голкоподібна (довга та вузька хвоя)

Голкоподібна (середня темно-зелена хвоя)

Довжина хвої

Довга Середня (до 3 сантиметрів)

Вік хвоїнки

2-3 роки До 12 років

Розташування хвої

Парами на укорочених пагонах

На видовжених пагонах

Опадання хвої

Найбільше восени Поступове без вираженого листопадного періоду

Чоловіча шишка

Овальна та видовжена, велика (розміром кісточки вишні), жовтого кольору

Куляста, мала, червоного кольору

Жіноча шишка

Куляста, мала (розмір головки шпильки), червоного кольору, розташовуються по одній на кінцівці гілки.

Овальна та видовжена, велика, червоного кольору

Форма насінини

куляста куляста

Наявність крилоподібного виросту

так так

Кількість насінин на лусці

дві дві

Щільність лусок

щільно щільно

Коренева система

Стрижнева з довгим головним коренем та багатьма бічними коренями (проникає глибоко в ґрунт)

Стрижнева зі мало розвинутим головним та сильно розвинутими бічними коренями.

Вимоги Світлолюбна Тіньовитривала 

Хвоя – листок хвойних, що має вигляд голки, луски тощо. 

Трахеїда – провідна клітина голонасінних.Насінина – одиниця розмноження насінних рослин.----------------Спорофіт  (від грец. спора і фітон - рослина) – нестатеве покоління в життєвому циклі рослин (утворює спорангії зі спорами).Мікростробіл  (від. грец. стробілос - шишка) – зібрання пилкових мішків (мікроспорангіїв) у голонасінних.Шишка – зібрання насінних зачатків, в яких розміщуються нуцелуси (мегаспорангії).Гаметофіт  (від грец. гамета і фітон - рослина) - статеве покоління в життєвому циклі рослин.На гаметофіті утворюються органи статевого розмноження (гаметангії). ----------------Мікроспора  (від грец. мікрос - малий і спора) – мала за розміром спора (з неї  розвивається гаметофіт чоловічий).Пилкове зерно – чоловічий гаметофіт насінних рослин.Пилок – сукупність пилкових зерен.Сифоногенна клітина  (від грец. сифон - трубка і генао - народжувати) – клітина, з якої утворюється пилкова трубка.Спермагенна клітина  (від грец. сперма - сім'я і генао - народжувати) - клітина, з якої утворюються чоловічі статеві клітини (спермії) у насінних рослин.Спермій – нерухома чоловіча статева клітина (без джгутиків) у насінних рослин.---------------Мегаспора  (від грец. мегас - великий і спора) – велика за розміром спора (з  неї розвивається гаметофіт жіночий). Насінний зачаток – новоутворення у рослин, з якого утворюється насінина.Нуцелус, або мегаспорангій  (від лат. нуцєлла - горішок) – ядро насінного зачатка.Інтегумент  (від лат. інтегументум - покрив) – покрив насінного зачатка.Мікропіле, або пилковхід  (від грец. мікрос - малий і піле - ворота) – отвір на верхівці насінного зачатка.Первинний ендосперм – тіло жіночого гаметофіту голонасінних і запасна тканина насінини.Архегоній  (від грец. архе - початок і гоне - народження) – жіночий статевий  орган наземних рослин.Яйцеклітина – жіноча статева клітина.--------------Запилення – необхідна умова запліднення.Запліднення – процес злиття статевих клітин.Гамета  (від грец. гаметес - чоловік і гамете - дружина).- статева клітинаЗигота  (від грец. зиготос - з'єднані разом) - клітина, яка утворюється внаслідок злиття двох гамет жіночої та чоловічої.

https://ppt-online.org/42896

Різноманітність голонасінних

Відділ Голонасінні (Phinophita)КЛАСИФІКАЦІЯ• клас ХВОЙНІ

Секвойя.• Дерева, які тисячоліттями ростуть вгору і вшир, на сьогоднішній день є найвищими рослинами світу.• Найдавніші з нині відомих секвой налічують понад 3,5 тисячі років.• Дерева досягають 100 метрів у висоту.Модрина.• Модрина – єдине в Україні листопадне хвойне дерево (восени хвоя стає золотаво-жовтою та опадає).• Модрина сибірська може  витримувати морози нижче  -50°С.Тис.• Налічує 8 видів, з них в Україні росте лише один вид — тис ягідний.• Тривалість життя 700 —3500 років.• Тис ягідний занесений у Червону книгу України (з природо-охоронним стату-сом вразливий).Ялина.• Стала  обов'язковим атрибутом у святкуванні зимових свят у народів північної півкулі.• В українській мові ялина європейська має багато місцевих назв (на Полтавщині  побутує назва єль, у Хмельницькій області — смеречина, на Лемківщині — смерека).Ялиця біла.• В Україні росте один дикорослий вид ― ялиця біла (гребінчаста), яку в побуті називають смерека біла.• Хвоя ялиці не є колюча.• Шишки  ростуть вгору, а не вниз, як у ялини.• Популярна як новорічна ялинка.Кедр ліванський.• На палях з ліванського кедра  побудована Венеція.• Кедр ліванський прикрашає державні символи Лівану – прапор та герб.Сосна.• Сосна звичайна невибаглива до ґрунтів, часто росте на пісках, болотах, скелях тощо.• У соснових лісах будують заклади  для людей із захворюваннями дихальної системи.

 • клас ГНЕТОВІ

Ефедра• Невисокий чагарник заввишки 30 см з прутоподібними, членистими, ребристими пагонами, які нагадують хвощі.• Ця рослина дала назву речовині, яку використовують в медицині — ефедрину. Вельвічія

• Вельвічія дивна, або дивовижна, має лише два листки, які наростають в основі й поступово руйнуються на кінцях протягом усього життя рослини.• Вік може перевищувати 1000 роківГнетум• Дерева та ліани вологих тропіків із широкими листками. • Запилюється комахами.

 • клас САГОВНИКОВІ

Саговник• Рослина росте дуже повільно (за 10 років виростає на 20 сантиметрів).Замія• Деякі види використовуються в Бразилії, як протиотрута до укусу змії. 

 • клас ГІНГКОВІ

Гінкго дволопатеве• Викопна група часів мезозою у наш час представлена лише одним видом - гінкго дволопатеве (вважалось вимерлим до 1691 р., доки його не виявили в Японії).• Деревина гінкго стійка до вогню (під час пожежі в 1923 році у  Токіо дерево гінкго вижило, у той час як інші були знищені вогнем).• В Японії та Китаї насіння гінкго вважають делікатесом і розводять як плодове дерево.• Насінини великі зі соковитим жовто-оранжевим зовнішнім шаром покриву, розміром і виглядом нагадують кістянки аличі.

 

Домашнє завдання:

1. Законспектувати лекцію у зошит та вислати її викладачу.