У цветковых растений в отличие от голосеменных семена созревают внутри плода

Обновлено: 05.10.2024

Голосеменные и покрытосеменные являются представителями двух групп семенных растений, последовательно появившиеся на Земле и распространившиеся по ней.

Цветок покрытосеменных растений – это ключевой орган генеративного или полового размножения. В нем происходит двойное оплодотворение, открытое у представителей группы Навашиным. Суть его в том, что из мужского гаметофита, представленного пыльцевым зерном, прорастает 2 спермия. Первый оплодотворяет яйцеклетку – семязачаток, другими словами — видоизмененный женский спорангий. При этом образуется зигота, тотипотентная клетка, способная произвести на свет новую, получившую свой комплект генов от обоих родителей.

Эндосперм нужен для того, чтобы обеспечивать семя питательными веществами, поступающими из материнского организма. Здесь же происходит импритинг генов, явление, при котором наследственная информация, несомая нуклеотидами ДНК, преобразуется в функциональную среду – белки и РНК. Здесь же находятся гормоны цитокинины, стимулирующие деление клеток и формирование органа зародыша.

Весь процесс происходит у покрытосеменных в полости завязи, нижней вздутой части пестика цветка. Завязь защищает семязачаток от высыхания, температурных колебаний и атак насекомых. После удачного завершения процесса оплодотворения завязь становится плодом, в середину которого надежно упрятаны семена, образованные из семязачатка.

Строение зародыша семени позволило выделить у Покрытосеменных 2 класса – Двудольных и Однодольных растений. Популярными представителями первого являются магнолии, лютики, гвоздики, капуста, жимолость, колокольчик. Во вторую группу вошли лилии, пальмы, орхидеи, аир и спаржа.

Голосеменные растения появились в палеозое, в девоне. Они считаются прародителями покрытосеменных. К этой группе относятся гинковые, саговниковые, хвойные и самые продвинутые — гнетовидные, удивительные растения, семена которых покрыты оболочкой. Почему удивительные? – Вельвичия, пенек с двумя листками, лианы и эфедра являются яркими представителями класса.

Вельвичия удивительная (лат. Welwítschia mirábilis)

Основной особенностью голосеменных является незащищенность семязачатка, а впоследствии – семян. Завязь представлена чешуйкой женской шишки, на которой посажены одна или несколько семяпочек. Из него развивается семя – зародыш, покрытый защитной семенной кожурой. Эндосперм, накапливающий питательные вещества, формируется из тела женского гаметофита до начала процесса оплодотворения.

(15 оценок, среднее: 4,67 из 5)

Голосеменные и покрытосеменные растения — что это за разновидности

В биологии семенные растения делят на пять классов:

цветковые;
хвойные;
цикадовые (саговниковые);
гнетовые;
гинкговые.

Первый называют покрытосеменными, а остальные (нецветковые) — голосеменными.

Голосеменные растения — группа растений, у которых отсутствует замкнутое вместилище для семечек. Они открыто лежат на чешуе шишек.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Это древний вид, возраст которого около 350-370 млн. лет, включает только древесные формы. К ним относятся:

сосна обыкновенная;
ель голубая;
лиственница европейская;
туя западная;
кедр гималайский;
пихта бальзамическая;
гинкго двулопастный и другие.

Класс насчитывает 12 семейств, включает 1080 видов растений.

Покрытосеменные растения — класс растений, который имеет замкнутое вместилище для семяпочки и цветок как орган полового размножения.

Многочисленная группа представлена разнообразными формами: травами, деревьями, кустарниками. Покрытосеменные преобладают на Земле, насчитывают 405 семейств и включают приблизительно 352 тыс. видов.

Сходство и отличительные особенности

Общие признаки обеих групп:

Размножаются семенами. Остальные растения образуют споры.
Имеют хорошо развитые вегетативные органы: корень, стебли, листья.

Отличительные особенности голосеменных/покрытосеменных растений:

Листья: чешуи, хвоя/остальные формы.
Органы размножения: микро- и макроспорангии/цветок.
Расположение семян: открытое/закрытое.
Время формирования зародыша: 1,5-2 года/несколько недель.
Видоизмененные органы для вегетативного размножения и запасания питательных веществ: нет/корнеплоды, луковицы, клубни.
Опыление: ветром и самоопыление/животными, ветром, водой и самоопыление.

Механизмы размножения голосеменных и покрытосеменных растений

Половое размножение — основной способ для обеих групп. Он позволяет растениям передавать наследственные признаки и приобретать новые свойства. Новый организм несет в себе свойства обоих родителей, так как образуется в результате слияния женских и мужских половых клеток (гамет). Несмотря на единый механизм, размножение голосеменных и цветковых имеет свои особенности.

Схема, с помощью чего происходит

Основную часть группы голосеменных составляют хвойные деревья, поэтому их размножение рассматривают на примере сосны обыкновенной.

Большинство видов имеют на одном дереве шишки обоих полов: мужские и женские. Первые растут группами у основания веток. Вторые — по одной на концах. Размножения происходит в несколько этапов:

В пыльце мужских шишек созревает мужской гаметофит со спермиями, в пыльце женских — женский гаметофит с яйцеклетками.
В конце весны мужские пыльцевые зерна сосны созревают и высыпаются. Ветер разносит пыльцу, и она оседает на женских шишках.
На чешуях женских шишек находятся семязачатки. Когда пыльца попадает на них, чешуи смыкаются. Происходит опыление.
На следующий год происходит оплодотворение. В мужской пыльце образуется два спермия, в женской — яйцеклетка. Она сливается с одним спермием — образуется зигота. Второй спермий погибает.
Зигота развивается в зародыш. Он формируется за счет питательных веществ материнского растения.
Зародыш вместе с питательными веществами и защитными оболочками образует семя.
Примерно через год семена созревают. Женские шишки раскрываются. Семена выпадают наружу.

Размножение покрытосеменных происходит в следующей последовательности:

Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) созревает в пыльце тычинок, женский — в пестике.
Пыльцевое зерно попадает на пестик и прикрепляется к его рыльцу.
Оно развивается в пыльцевую трубку, которая прорастает внутрь завязи.
Мужской гаметофит делится и образует два спермия.
Один из них сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение и образуется зигота.
Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Они образуют эндосперм.
Зигота делится и превращается в зародыш. Эндосперм служит для него источником питательных веществ. Зародыш и эндосперм вместе образуют семя.
Семя созревает, завязь пестика разрастается и превращается в плод.

Таким образом, в отличие от голосеменных, у цветковых растений оплодотворение сопровождается двумя слияниями, поэтому такой способ называют двойным оплодотворением.

Главный орган размножения покрытосеменных растений

Главный репродуктивный орган покрытосеменных — цветок. Он представляет собой видоизмененный побег, приспособленный для проведения полового процесса. Образование плода с семенами — его итог.

От шишек цветы отличаются тем, что во время опыления пыльца попадает на пестик, а не на семязачаток. Опыление бывает двух видов:

Самоопыление — пыльца с тычинок попадает на пестик того же цветка.
Перекрестное опыление — пыльца с тычинок попадает на пестик другого растения.

Несмотря на единую функцию, цветы разнообразны по строению, размерам и окраске. Самый маленький цветок из семейства Рясковых имеет диаметр 1 мм. Самый крупный — у раффлезии Арнольда 91 см, его масса достигает 11 кг.

Цветок состоит из частей:

Стеблевой: цветоножка, цветоложе.
Листовой: чашелистики, лепестки.
Генеративной: тычинки, один или несколько пестиков.

Генеративная часть цветка принимает участие в процессе размножения.

Тычинка — мужской орган. Все тычинки одного цветка называют андроцеем. Они могут отличаться по форме и длине. Количество тычинок зависит от вида. У орхидных — одна, у мимозовых — несколько сотен.

Пестик — женский орган. Состоит из одного или нескольких сросшихся плодолистиков. В его полости находятся семязачатки (семяпочки). Совокупность пестиков называют гинецеем. Этот орган, как и сам цветок, есть только у покрытосеменных, поэтому группу еще называют пестичными.

Как размножаются и расселяются голосеменные растения

У голосеменных для полового процесса тоже приспособлен видоизмененный побег — шишка. Мужские и женские шишки могут располагаться на одном или на разных растениях. В первом случае деревья называются однодомными (ель, сосна), во втором — двудомными (гинкго).

Строение женской шишки на примере сосны:

ось или стержень;
кроющие и семенные чешуи;
семязачатки.

У зрелой женской шишки на месте семязачатков должны появиться семена. Мужская шишка тоже имеет стержень и чешуи, но вместо семязачатков содержит пыльцевые мешочки с пыльцой.

Количество чешуй варьируется от нескольких штук (кипарис крупноплодный, тсуга) до нескольких десятков (пихта, кедр).

После созревания семян у многих видов пихт и елей шишки опадают в течение года. У сосен же созревшие шишки не раскрываются по нескольку лет. 3-4 года происходит развитие шишки настоящего кедра. Сосна Бранкса раскрывает чешуйки через 5-6 лет.

ГОСТ

Размножение с помощью семян – это основной отличительный признак, характерный для голосеменных и покрытосеменных растений по отношению к более ранним эволюционным группам флоры.

Механизмы размножения голосеменных и покрытосеменных растений

Отличительной чертой голосеменных растений является тот факт, что они не образуют цветков и плодов. Отследить особенности процесса размножения голосеменных можно на примере сосны обыкновенной. Весной на ее молодых ветках образуются маленькие шишки, двух видов:

мужские шишки окрашены в зеленовато-желтый цвет и собраны весьма тесными группами близко к основанию молодого побега;
женские шишки, напротив, сидят одиночно на апексах побегов.

Любая шишка состоит из оси и сидящих на ней чешуях. Каждая чешуйка содержит в себе по два семязачатка с женскими половыми клетками – гаметами или яйцеклетками. Каждая чешуйка мужской шишки содержит в себе по два пыльцевых мешка и созревшую внутри них пыльцу. Созревшая пыльца разносится ветром на достаточно большие расстояния. Для того, чтобы произошло опыление, пыльце необходимо попасть на женскую шишку растения. Если это происходит, то женские шишки склеивают свои чешуи смолой. В дальнейшем внутри женских шишек пыльца прорастает в пыльцевые трубки и образует спермии.

Подобная черта говорит о высокой степени прогресса голосеменных растений, которая обусловлена их обитанием в наземно-воздушной среде. Внутри семязачатка шишек происходит оплодотворение, из зиготы развивается зародыш, а из всего семязачатка появляется семя. Семена голосеменных растений имеют специализированную ткань – эндосперм, из которой зародыш получает питательные вещества.

Отличительные особенности размножения голосеменных и покрытосеменных растений

Готовые работы на аналогичную тему

Результатом полового размножения голосеменных растений является образование семян, в которых присутствует зародыш, эндосперм, семенная кожура. Вегетативное размножение голосеменных растений встречается гораздо реже, чем половой процесс.

Что касается покрытосеменных растений, то процесс их полового размножения связан с цветками. Важнейшими частями цветка можно назвать пестики и тычинки. Частью сложного процесса размножения цветковых растений являются опыление и оплодотворение.

Опыление – это процесс переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика.

Цветковые растения имеют ряд особенностей, которые характерны для полового размножения. К ним относят:

образование редуцированного гаплоидного поколения гаметофита;
разбухание зерна и образование пыльцевой трубки.

Для покрытосеменных растений характерно два способа оплодотворения:

самоопыление, если пыльца с тычинок попадает на рыльце пестика. Такой способ опыления характерен для овса, ячменя, хлопчатника;
перекрестное опыление заключается в том, что пыльца с тычинок одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка. Перекрестным опылением также признается перенос пыльцы между цветками одного и того же растения.

Перекрестное опыление происходит при помощи ветра, воды, насекомых, птиц или воды. С помощью ветра опыляются дуб, ольха, рожь, кукуруза и орешник. Большинство деревьев, цветки которых опыляет ветер, цветёт весной, до распускания листьев. Каждый из представленных способов опыления можно признать в той или иной степени эффективным, в зависимости от конкретных условий существования того или иного представителя голосеменных.

У ветроопыляемых растений, как правило мелкие цветки без околоцветника. Пыльники обычно обладают длинными свисающими нитями и мелкой, легкой пыльцой. Для насекомоопыляемых растений характерны цветки с яркими околоцветниками, источающие аромат и содержащие нектар.

Для цветковых растений характерен оригинальный процесс размножения, который заключается в двойном оплодотворении.

Рисунок 1. Двойное оплодотворение. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Двойное оплодотворение – это оригинальная разновидность полового процесса, при которой спермии одновременно оплодотворяют яйцеклетку и центральную клетку в завязи пестика.

Этот процесс был открыт С. Г. Навашиным, он установил, что процесс полового размножения покрытосеменных растений принципиально отличается от такового у голосеменных растений, поэтому эндосперм цветковых растений в отличие от голосеменных является продуктом полового размножения.

Суть двойного оплодотворения у цветковых растений заключается в том, что в нём участвуют два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку и образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из которой развивается запасающая ткань (эндосперм), которая выполняет функции запаса и питания.

При этом зигота обладает диплоидным набором хромосом, а эндосперм триплоидным. Подобному оплодотворению предшествует образование гаметофитов. Мужской гаметофит образуется в пыльцевых камерах пыльников (тычинок) микроспоры. Пыльцевое зерно представлено двумя гаплоидными клетками: вегетативной и генеративной. Обе клетки покрыты оболочками. Женский гаметофит образуется из мегаспоры в завязи пестика. Зародышевый мешок состоит из семи клеток: гаплоидной яйцеклетки, центральной клетки и пятив вспомогательных клеток.

Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, вегетативная клетка делится и образует пыльцевую трубку, которая, в свою очередь, прорастает через столбик пестика и достигает пыльцевхода семязачатка. Генеративная клетка пыльцевого зерна также делится и образует два спермия. Спермии проникают в семязачаток и один из них сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу. Второй спермий объединяется с центральной клеткой и образует триплоидный эндосперм.

Впоследствии зигота делится и развивается зародыш. Стенки семязачатка образуют семенную кожуру. Семязачаток становится семенем. Таким образом, образование семени является центральным ароморфозом в системе развития растительной части органического мира.

Сравнительная таблица

Разнообразие

Сотни миллионов лет назад голосеменные были единственным видом растений на Земле. Между 250 и 200 миллионами лет назад покрытосеменные начали эволюционировать. Теперь покрытосеменные более широко распространены и густонаселенны, и их можно считать доминирующим растением на планете. Покрытосеменные включают гораздо более разнообразный спектр растений, насчитывающий от 250 000 до 400 000 видов. Они населяют все виды суши и водной среды, за исключением самых экстремальных мест обитания. Покрытосеменные могут быть двудольными или однодольными.

Примеры покрытосеменных и голосеменных растений

Примерами покрытосеменных являются однодольные, такие как лилии, орхидеи, агавы (известные нектаром агавы) и травы; и двудольные, такие как розы, горох, подсолнухи, дубы и клены.

Примеры голосеменных растений включают нецветущие вечнозеленые деревья, такие как сосна, ель и пихта.

Яблоня, цветущее, плодоносящее покрытосеменное

Виды голосеменных насчитывают всего несколько тысяч, из которых до нас дошло немногим более 1000 видов. Они обитают в пустынях и полупустынях.

Сосна голосеменная с игольчатыми листьями и шишкой

Анатомические различия

Поскольку голосеменные и покрытосеменные растения являются сосудистыми растениями, в их жизненном цикле преобладают спорофиты.

Образование тканей у покрытосеменных растений превышает количество и сложность, характерные для голосеменных. Покрытосеменные имеют триплоидную сосудистую ткань, плоские листья различной формы и стебли лиственных пород. Из-за бесчисленных разновидностей плодовых и / или цветочных растений они имеют разнообразную окраску и форму листьев, цветов и плодов.

Более подробно об анатомических различиях между покрытосеменными и голосеменными рассказывается в следующем видео:

Размножение

Размножение у покрытосеменных может быть однополым или двуполым. Гаметы разносятся ветром, а также насекомыми и животными-опылителями, привлекаемыми их цветками. Часто внутри цветков есть женские и мужские гаметы, а после оплодотворения семяпочки развиваются в плод.

Гаметы голосеменных встречаются в шишках. Оплодотворение описывается как однократное; пыльцевые зерна опадают и прорастают прямо на семязачатках. Споры пыльцы разносятся только ветром.

Использует

Покрытосеменные служат практически всей растительной пищей, а также большинством кормов для домашнего скота. Зерновые, фрукты, бобовые, пасленовые (включая картофель и помидоры), тыквы и капуста - все это покрытосеменные. Другие покрытосеменные, такие как хлопок и лен, производят бумагу и текстиль. Древесина покрытосеменных растений используется для изготовления паркетных полов.

Для производства пиломатериалов обычно используются голосеменные из группы хвойных деревьев, такие как сосна, ель и пихта. Другие голосеменные растения перерабатываются в другие продукты, такие как мыло, лак и духи.

Читайте также: