Ogólna charakterystyka roślin nagonasiennych, Streszczenia z Biologia

Pobierz Ogólna charakterystyka roślin nagonasiennych i więcej Streszczenia w PDF z Biologia tylko na Docsity!

Ogólna charakterystyka roślin nagonasiennych

Wprowadzenie Przeczytaj Film Sprawdź się Dla nauczyciela

Rośliny nagonasienne, inaczej nagozalążkowe ( Gymnospermae), to gromada roślin nasiennych ( Spermatophyta), licząca obecnie ok. 800 gatunków. Przedstawiciele nagonasiennych występują w lasach równikowych, na terenach pustynnych i półpustynnych, w lasach strefy umiarkowanej, borealnych lasach iglastych oraz na obszarach wysokogórskich. Do nagonasiennych zaliczane są współcześnie występujące najwyższe drzewa świata: sekwoja wieczniezielona ( Sequoia sempervirens), dorastająca do ok. 110 m wysokości, i mamutowiec olbrzymi ( Sequoiadendron giganteum), którego wysokość może wynieść nawet ok. 100 m. Naturalne stanowiska tych drzew znajdują się w Kalifornii w USA. Występujące we florze Polski gatunki roślin należące do nagonasiennych to m.in. sosna zwyczajna ( Pinus sylvestris), świerk pospolity ( Picea abies) i jodła pospolita ( Abies alba).

Twoje cele

Wyjaśnisz pojęcie roślin nagonasiennych (nagozalążkowych). Przedstawisz główne cechy roślin nagonasiennych. Omówisz budowę gametofitu i sporofitu roślin nagonasiennych.

Szyszka żeńska wollemii szlachetnej ( Wollemia nobilis) – gatunku będącego przedstawicielem roślin nagonasiennych. Do lat 90. XX w. okazy o podobnych cechach morfologicznych znane były jedynie z zapisu kopalnego. W 1994 r. żywe osobniki tego gatunku odkryto w południowo-wschodniej Australii, w pobliżu Sydney. Wollemia szlachetna zaliczana jest do tzw. żywych skamieniałości. Źródło: Vlad Proklov, Flickr, licencja: CC BY-NC 2.0.

Ogólna charakterystyka roślin nagonasiennych

W przekroju poprzecznym łodygi o budowie pierwotnej obecne są pierścieniowato ułożone tkanki przewodzące. Dzięki działalności kambium rośliny nagonasienne wykazują duży przyrost wtórny na grubość. W drewnie komórkami przewodzącymi wodę i sole mineralne są najczęściej cewki, a w łyku komórkami przewodzącymi produkty fotosyntezy są zawsze komórki sitowe. Liście przeważnie mają postać igieł, rzadziej łusek z unerwieniem równoległym. U nielicznych przedstawicieli roślin nagonasiennych, będących współcześnie grupami reliktowymi i szczątkowymi, przyrost wtórny na grubość jest niewielki, a liście są duże i pierzasto podzielone, np. u sagowców ( Cycadopsida), lub komórkami drewna są naczynia, np. u gniotowych ( Gnetopsida). Charakterystyka poszczególnych klas roślin nagonasiennych zawarta jest w lekcji Przegląd systematyczny nagonasiennych.

Kwiaty roślin nagonasiennych

Sporofity roślin nagonasiennych po osiągnięciu dojrzałości wytwarzają kwiaty. Organy te mają postać szyszkowatego tworu zwanego strobilem, będącego skupieniem liści

Sosna długowieczna ( Pinus longaeva) – gatunek naturalnie występujący w zachodniej części Ameryki Północnej. Drzewo osiąga wysokość ok. 16 m i grubość pnia ok. 2 m. Osobnik tego gatunku rosnący w Górach Białych w Kalifornii jest jednym z najstarszych drzew na świecie. Nazwano go Matuzalem (ang. Methuselah), a jego wiek szacowany jest na ok. 4600 lat. Źródło: Pixabay, domena publiczna.

zarodnionośnych (sporofili) ułożonych na wspólnej osi. Zazwyczaj kwiaty są jednopłciowe i wiatropylne. U nielicznych współczesnych przedstawicieli nagonasiennych i jednej wymarłej grupy tych roślin pojawiają się zaczątki obupłciowości i owadopylności kwiatów. Niezależnie od ich budowy i sposobu zapylenia organy te mogą być rozmieszczone na osobnikach jednopiennie lub dwupiennie.

Kwiat męski

Kwiaty męskie (mikrostrobile) zebrane są w kwiatostany. Pojedynczy kwiat męski składa się z licznych pręcików (mikrosporofili) osadzonych na osi. Po spodniej stronie pręcika znajdują się woreczki pyłkowe (mikrosporangia) produkujące ziarna pyłku (mikrospory).

Kwiat męski sosny ( Pinus sp.): A – pręcik (mikrosporofil), B – woreczek pyłkowy (mikrosporangium), C – oś. Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Kwiat żeński

Kwiaty żeńskie zebrane są w kwiatostany (szyszki, makrostrobile). Kwiat żeński zbudowany jest z łuski wspierającej i łuski nasiennej (owocolistka, makrosporofilu). Na górnej stronie łuski nasiennej znajdują się dwa nagie zalążki, zbudowane z osłonki, ośrodka i ukrytego wewnątrz gametofitu.

Wewnątrz ziarna pyłku (mikrospory) rozwija się gametofit męski (przedrośle męskie). Jest on niewielkim, krótkotrwałym, zredukowanym tworem, zbudowanym jedynie z czterech komórek.

Liczne i drobne ziarna pyłku (mikrospory) sosny ( Pinus sp.) widoczne wewnątrz woreczka pyłkowego (mikrosporangium): A – pręcik (mikrosporofil) i B – woreczek pyłkowy (mikrosporangium). Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Gametofit męski (przedrośle męskie) sosny ( Pinus sp.), rozwijający się w obrębie ścian ziarna pyłku (mikrospory): A – dwie komórki przedroślowe, B – komórka generatywna,

Gametofit żeński roślin nagonasiennych

Gametofit żeński roślin nagonasiennych rozwija się w zalążku, zawierającym ośrodek pełniący funkcje makrosporangium. Nazwa „rośliny nagozalążkowe” ma związek z budową i położeniem zalążków, które nie są otoczone żadnymi dodatkowymi osłonami i swoją powierzchnią kontaktują się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym.

Ośrodek zbudowany jest z kilku warstw komórek. Powstają w niej cztery makrospory, z których trzy obumierają, a jedna rozwija się w gametofit żeński. Od zewnątrz zalążek okryty jest ochronną osłonką , która zrasta się z ośrodkiem na prawie całej jego powierzchni. Jedynie w szczytowej części pozostaje nieosłonięte okienko , przez które ziarna pyłku mogą się dostać do wnętrza ośrodka.

C – komórka wegetatywna. Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Schemat kwiatostanu żeńskiego sosny ( Pinus sp.): A – zalążek, B – łuska nasienna (owocolistek, makrosporofil), C – łuska wspierająca. Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Pochodzenie nazwy „rośliny nagonasienne” jest związane z budową i położeniem nasion, które nie mają dodatkowych osłon i swoją powierzchnią kontaktują się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym.

Dwuletnia, zdrewniała szyszka sosny zwyczajnej ( Pinus sylvestris). Zaznaczono usytuowanie nasion na wewnętrznej stronie łuski nasiennej. Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Nasiona sosny zwyczajnej ( Pinus sylvestris) otoczone są łupiną nasienną, wytwarzającą błoniaste skrzydełko. Dzięki takiej budowie są one lekkie, co sprzyja ich rozsiewaniu przez wiatr (wiatrosiewność, inaczej anemochoria).

Słownik

cewki

komórki przewodzące drewna (ksylemu); przewodzą wodę i sole mineralne; martwe komórki o kształcie wrzecionowatym, w ścianach bocznych obecne lejkowate jamki

dwupienność

występowanie męskich i żeńskich organów rozrodczych na różnych osobnikach

gametofit

pokolenie płciowe, haploidalna (1 n) faza cyklu życiowego roślin występująca przemiennie ze sporofitem, czyli fazą diploidalną (2 n)

gametofit męski

przedrośle męskie wytwarzające plemnie, w których powstają plemniki; u nagonasiennych twór zredukowany do postaci kilkukomórkowej, obecny w dojrzałym ziarnie pyłku

gametofit żeński

przedrośle żeńskie wytwarzające rodnie, w których powstaje komórka jajowa; u nagonasiennych twór zredukowany do postaci wielokomórkowej – bielma pierwotnego, obecnego w zalążku

jednopienność

występowanie męskich i żeńskich organów rozrodczych na tym samym osobniku

jednopłciowość

występowanie męskich i żeńskich organów rozrodczych w różnych kwiatach lub kwiatostanach

kambium

miazga łykodrzewna; wtórna tkanka merystematyczna, której działalność powoduje wzrost korzeni i łodyg na grubość

komórki sitowe

Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

kłos zarodnionośny będący skupieniem pręcików (mikrosporofili)

obupłciowość

występowanie męskich i żeńskich organów rozrodczych w tym samym kwiecie lub kwiatostanie

owadopylność

proces zapylania kwiatów za pośrednictwem owadów; u nagonasiennych (gniotowców): przenoszenie przez owady ziaren pyłku (mikrospor) z pręcików (mikrosporofili) na okienko zalążka

relikt

(łac. relictus – pozostawiony) gatunek, który niegdyś miał szeroki zasięg występowania, jednak z powodu niekorzystnej zmiany warunków środowiskowych obszar ten znacznie się zawęził

sporofit

pokolenie diploidalne rozmnażające się bezpłciowo przez haploidalne zarodniki wytwarzane na drodze mejozy; u nagonasiennych jest to forma drzewiasta, np. u sosny zwyczajnej ( Pinus sylvestris), lub forma krzewiasta, np. u jałowca pospolitego ( Juniperus communis)

sporopolenina

ester wyższych alkoholi i kwasów tłuszczowych, bardzo odporny chemicznie; składnik ściany ziaren pyłku

strobil

kłos zarodnionośny znajdujący się na szczycie pędu, będący skupieniem liści zarodnionośnych (sporofili); w typowej formie występuje u paprotników; u nagonasiennych ma postać szyszkowatą

wiatropylność

przeniesienie ziaren pyłku (mikrospor) przy pomocy wiatru – u nagonasiennych z pręcików (mikrosporofili) na okienko zalążka

Film

Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DwfmXLdNb W ogrodzie botanicznym z profesorem Wiesławem Fałtynowiczem. Ogólna charakterystyka roślin nagonasiennych. Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film nawiązujący do treści materiału ogólna charakterystyka roślin okrytonasiennych.

Polecenie 1

Na podstawie filmu krótko scharakteryzuj budowę kwiatów żeńskich i męskich u sosny zwyczajnej.

Polecenie 2

Na podstawie filmu, swojej wiedzy i dostępnych źródeł wymień współcześnie występujące krajowe gatunki roślin nagonasiennych. Które z nich najpowszechniej występują w Polsce?

Polecenie 3

Na podstawie filmu wymień cechy budowy miłorzębu dwuklapowego ( Ginkgo biloba), które nie są charakterystyczne dla większości żyjących współcześnie nagonasiennych.

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Miłorząb dwuklapowy ([italic]Ginkgo biloba[/])

Ćwiczenie 2

Wskaż prawidłowe dokończenie zdania.

Do cech wspólnych dla wszystkich roślin nasiennych zaliczamy…

wytwarzanie łagiewki pyłkowej, wytwarzanie nasion, wykształcanie kwiatów, uniezależnienie procesu zapłodnienia od wody.

wytwarzanie zalążków i nasion, wykształcanie kwiatów, naczynia będące zasadniczym elementem przewodzącym drewna.

wytwarzanie plemników z wiciami z komórki wegetatywnej, wytwarzanie nasion, wykształcanie kwiatów, naczynia będące zasadniczym elementem przewodzącym drewna.

podwójne zapłodnienie, powstawanie łagiewki pyłkowej z komórki generatywnej, wytwarzanie zalążków i nasion, uniezależnienie procesu zapłodnienia od wody.

Ćwiczenie 3 Do podanych definicji dopasuj poprawne pojęcia.

• rodzaj zarodnika, z którego powstaje gametofit męski (przedrośle męskie); u nagonasiennych jest to ziarno pyłku.
• miazga łykodrzewna; wtórna tkanka merystematyczna, której działalność powoduje wzrost korzeni i łodyg na grubość.
• występowanie męskich i żeńskich organów rozrodczych na różnych osobnikach.
• kłos zarodnionośny znajdujący się na szczycie pędu, będący skupieniem liści zarodnionośnych (sporofili); w typowej formie występuje u paprotników; u nagonasiennych ma postać szyszkowatą.

Makrospora Mikrospora Kambium Ksylem Strobil Dwupienność

Ćwiczenie 4 Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., e, domena publiczna.

Ćwiczenie 5 Wskaż, które stwierdzenia dotyczące roślin nagonasiennych są prawdziwe, a które fałszywe.

Prawda Fałsz Ziarna pyłku (mikrospory) powstają w woreczkach pyłkowych (mikrosporangiach). Otoczone są jednowarstwową ścianą zawierającą sporopoleninę

• złożoną substancję chemiczną. Gametofit żeński jest tworem wielokomórkowym, rozwijającym się w obrębie zalążka i całkowicie zależnym od sporofitu. Po zapłodnieniu z zygoty rozwija się zarodek młodego sporofitu. Otaczają go resztki gametofitu żeńskiego (przedrośla żeńskiego), zwanego drewnem pierwotnym. Pochodzenie nazwy „rośliny nagonasienne” jest związane z budową i położeniem nasion, które nie mają dodatkowych osłon i swoją powierzchnią kontaktują się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym.

Przykładowy wniosek: „Występowanie gatunków sosen Pinus virginiana oraz Pinus pungens w górach Great Smoky Mountains w stanie Tennessee jest zależne od wysokości nad poziomem morza”.

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeanalizuj zależności przedstawione na wykresach i na ich podstawie sformułuj problem badawczy i wniosek, który będzie się opierał na analizowanych danych.

Przykładowy problem badawczy: „Zależność między wysokością nad poziomem morza a występowaniem gatunków sosen Pinus pungens i Pinus virginiana w górach Great Smoky Mountains w stanie Tennessee”.

wysokość_n.p.m. : 2400 [italic]pinus_pungens[/] : 0 wysokość_n.p.m. : 2600 [italic]pinus_pungens[/] : 10 wysokość_n.p.m. : 2800 [italic]pinus_pungens[/] : 40 wysokość_n.p.m. : 3200 [italic]pinus_pungens[/] : 30 wysokość_n.p.m. : 3500 [italic]pinus_pungens[/] : 65 wysokość_n.p.m. : 3700 [italic]pinus_pungens[/] : 30 wysokość_n.p.m. : 4000 [italic]pinus_pungens[/] : 60 wysokość_n.p.m. : 4300 [italic]pinus_pungens[/] : 50 wysokość_n.p.m. : 4500 [italic]pinus_pungens[/] : 80

Na podstawie: Charles J. Krebs, Ekologia, tłum. A. Kozakiewicz i in., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996, s. 399.

Sformułuj problem badawczy i wniosek, który wynika z analizowanych danych.

Ćwiczenie 7

2017 Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o. Główny Urząd Statystyczny, licencja: CC BY-SA 3.0.

Dane zilustrowane na poniższych wykresach kołowych dotyczą udziału lasów liściastych i iglastych w Lasach Państwowych w Polsce w latach 1945 i 2017.

1945 Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o. Główny Urząd Statystyczny, licencja: CC BY-SA 3.0.

Label : liściaste Value : 31,6% Label : iglaste Value : 68,4%

Label : Liściaste Value : 13% Label : Iglaste Value : 87%

Na podstawie własnej wiedzy i dostępnych źródeł wyjaśnij, jaka jest prawdopodobna przyczyna zwiększenia udziału lasów liściastych kosztem lasów iglastych. Dlaczego odchodzi się od monokulturowych sztucznych nasadzeń (upraw jednego gatunku) drzew iglastych?