velikol.ru
1

Подцарство Высшие растения.

Отдел Риниофитовидные.

Высшие растения появились на суше в конце силурийского периода- около 415-430 млн. лет назад в виде небольших по размерам и примитивных по строению риниофитов (ранее называемых псилофитами). Этот тип споровых растений представлен самыми примитивными сосудистыми формами. Они имели ребристый стебель, покрытый чешуевидными придатками. Корней у этих растений не было, вместо них – корневищеподобные образования, покрытые ризоидами. Гаметофит вел подземный образ жизни. Эти растения обладали многожгутиковыми сперматозоидами. В настоящее время это вымершие высшие древнейшие растения.

Предполагается, что предками всех существующих наземных растений были зеленые водоросли, а именно те из них, у которых диплоидная фаза жизненного цикла преобладала над гаплоидной. Основное направление эволюции наземных растений заключалось в совершенствовании спорофита, в наземных условиях значительно более жизнеспособного, чем гаметофит.


^ Отдел Моховидные.

Моховидные, или мхи – обособленная группа высших растений, развитие которой привело к эволюционному тупику. В жизненном цикле мхов гаплоидный гаметофит преобладает над спорофитом и осуществляет функции фотосинтеза, обеспечения водой и минеральным питанием. По своему строению и образу жизни мхи являются как бы связывающим звеном между низшими и высшими растениями. Моховидные существовали уже в каменноугольном периоде и в настоящее время их насчитывается около 25 тыс. видов. Мхи имеют некоторые приспособления к наземному образу жизни, и в то же время у них сохранились черты водных растений. Это в основном многолетние растения, широко распространенные во влажных местообитаниях, - на болотах, в лесах, на сырых лугах, в воде. Обычно размеры мхов составляют от 1 мм до 20-40 см. Водные и эпифитные мхи представляют собой слоевище или же имеют стебель и листья. Характерный признак мхов – отсутствие корней и сосудистопроводящих пучков. Всасывание воды и прикрепление к субстрату осуществляется ризоидами – выростами эпидермиса.

Размножаются мхи бсполым, половым и вегетативным способами. Спора, прорастая, образует протонему в виде зеленой нити. Часто эта нить разветвляется, напоминая зеленые нитчатые водоросли. Протонема представляет собой начальную стадию развития, из нее развивается взрослое растение.

Половое размножение у моховидных связано с образованием архегониев и антеридиев и осуществляется только в водной среде. Характерной особенностью в цикле развития всех представителей этого отдела является преобладание полового поколения (гаметофита) над бесполым

(спорофитом). Половое и бесполое поколение не разделены и представляют одно растение. Гаметофит у мхов более развит и несет на себе спорофит, который ведет полупаразитический образ жизни за счет гаметофита. Спорофит через специальную присоску получает от гаметофита воду и частично питательные вещества, но одновременно порофит способен фотосинтезировать, так как содеожит хлорофилл. Гаметофит развивается из гаплоидной споры и может быть однополым или двуполым. Органы полового размножения (гаметангии) образуют гаметы. Оплодотворение яйцеклетки происходит в капельно-жидкой среде внутри женского полового органа. Из зиготы медленно развивается диплоидный спорофит – коробочка (спорангий), находящийся на гаметофите. В коробочке путем мейоза образуются гаплоидные споры. Попадая в почву, спора прорастает в зеленую ветвящуюся нить - протонему. Часть протонемы углубляется в почву, теряет хлорофилл и превращается в ризоиды; из надземной части протонемы образуются стебель мха с листьями.

Вегетативное размножение мхов осуществляется специальными выводковыми почками, подземными побегами, участками вегетативного тела.

Сфагновые мхи растут преимущественно на болотах. Сфагнум беловато-зеленого цвета, имеет ветвистые стебельки, усаженные мелкими листьями. Ризоиды отсутствуют, поглощение воды осуществляется всей поверхностью. Этому способствует то, что между мелкими хлорофиллоносными клетками листа располагаются крупные мертвые клетки с порами, по которым поступает вода. Нижние части побегов постепенно отмирают и медленно разлагаются при малом доступе кислорода. В результате образуется торф. Его используют в химической промышленности для получения воска, парафина, фенола, карболовой кислоты, аммиака, уксусной кислоты, метанола, красителей и других продуктов.


^ Отдел Плауновидные.

Одна из наиболее древних групп среди высших растений. В настоящее время их сохранилось около 1 тыс. видов. Это многолетние травы, чаще всего встречающиеся в сыроватых хвойных и смешанных лесах. Они имеют прямостоячие, ползучие, полегающие, свисающие и стелющиеся стебли, покрытые темно-зелеными листьями и укрепленные в почве с помощью придаточных и боковых корней. Листья мелкие, различной формы (шиповидной, овальной, шиловидной и др.), располагаются на побегах поочередно, супротивно или мутовчато. Верхушечные побеги заканчиваются спороносными колосками.

Бесполое размножение осуществляется спорами, образующимися в спорангиях, собранных на прямостоячем побеге в виде колоска. У основания листочков развиваются спорангии, в которых споры созревают в зависимости от вида в течение нескольких месяцев или даже лет. Зрелые споры, прорастая, образуют мелкие (от1 до 5 мм) обоеполые или однополые гаметофиты (заростки). Они несут мужские и женские половые клетки, которые созревают не одновременно (спермии созревают раньше, чем яйцеклетки). Это повышает вероятность перекрестного оплодотворения. Из образующейся в результате оплодотворения диплоидной зиготы развивается новое растение. Отличительной особенностью размножения плаунов является то, что гаметофит прорастает под землей. Он обязательно должен встретиться с грибом, который внедрится в тело гаметофита и будет его кормить.

Плаунам свойственно также вегетативное размножение – почками, побегами – за счет отмирания участков старых побегов и укоренения жизнеспособных фрагментов, которые дают начало новым растениям.

Травоядные позвоночные животные в пищу плауны не употребляют, некоторые виды содержат яд, сходный по действию с кураре. Споры плаунов используют в медицине в каечстве детской присыпки (натуральный тальк) ветеринарии, а также в промышленности для получения желтой и зеленой красок.


^ Отдел Хвощевидные.

Хвощевидные также произошли от риниофитов. В настоящее время сохранилось около 30 видов, распространенных преимущественно на влажной кислой почве в сырых лесах, на болотах, влажных полях и лугах. Современные хвощи – многолетние травянистые растения с жестким стеблем и хорошо развитым подземным стеблем – корневищем. О корневища отходят придаточные корни. В отличие от остальных споровых растений хвощевидные характеризуются членистостью побегов, т.е. их стебли расчленены на узлы и междоузлия. На стебле в узлах расположены мутовки ветвей и мелких чешуевидных листьев. Листья – сильно измененные боковые веточки. Фотосинтез происходит в зеленых стеблях и ветвях. Надземная часть стебля достигает0,5-1м и более. Другая особенность хвощей – накопление кремнезема в стеблях вего растения, играющего механическую и защитную роль. Подземный стебель – корневище располагается на разной глубине. Бывают два типа корневищ – горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные корневища более толстые, с более длинными междоузлиями, чем у вертикальных. На корневищах образуются клубни – утолщенное и видоизмененное междоузлие ветви. Клетки клубней очень крупные и заполнены крахмальными зернами. Весной на корневищах отрастают розоватые спороносные побеги. Они заканчиваются спороносными колосками, где образуются гаплоидные споры. Из спор развиваются гаметофиты (заростки) в виде пластинок диаметром от нескольких мм до 3 см. На нижней стороне гаметофита возникают бесцветные ризоиды длиной 1 см, с помощью которых он прикрепляется к почве и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями. У хвощей имеются три типа гаметофитов: мужские, женские (более крупные) и обоеполые. Оплодотворение осуществляется в жидкой среде на поверхности гаметофита. Зигота прорастает в спорофит. После созревания и осыпания спор весенние спороносные побеги хвоща отмирают, а вместо них образуются летом из этого же корневища другие светло-зеленые побеги спорофита, называемые вегетативными. Они сильно ветвятся, ветви расположены на стебле мутовчато и покрыты редуцированными чешуйчатыми листьями. На вегетативных побегах споры не образуются, их функция – фотосинтез.

Большого практического значения хвощи не имеют, хотя некоторые виды (хвощ пестрый, хвощ камышковый) являются довольно ценными кормовыми растениями для северных оленей. Хвощ полевой применяют в медицине как мочегонное средство. Хвощи не съедобны и даже ядовиты для животных, являются сорняками пастбищ и полей.


^ Отдел Папоротниковидные.

Тело папоротников расчленено на корень, стебель и лист. Корни придаточные, т.е. первичный корень отмирает и вместо него развиваются корни из стебля. Стебли слабо развиты (листва преобладает над стеблем) и содержит хорошо развитую проводящую ткань, между пучками которой расположены клетки паренхимы. Листья образуются на верхушке корневища; уплощены и дифференцированы на черешок и пластинку, совмещающую функции фотосинтеза и спороношения. В молодом возрасте листья закручены улиткообразно и по мере роста развертываются. Листья крупные, двоякоперисторассеченные, с довольно длинным черешком. Черешок переходит в ярко выраженную жилку листа. Листья папоротника имеют стеблевое происхождение. Они образовались в результате срастания верхних ветвей в одной плоскости. Такое явление носит название фасциации. Растут они не основанием, как у цветковых растений, а верхушкой, как стебель, и имеют специальное название вайи. На нижней стороне листа (вайи) развиваются спорангии, в которых образуются гаплоидные споры. Из спор вырастают обоеполые заростки. Это сердцевидные пластинки с ризоидами. Во время дождя или росы сперматозоиды со жгутиками (развиваются в антеридиях) проникают в антеридии и один из них оплодотворяет яйцеклетку. Из зиготы вначале развивается диплоидный зародыш, а затем взрослое растение – спорофит.

Папоротники имеют некоторое практическое значение, их используют в фармакологии для получения лекарственных веществ. Молодые листья папоротников употребляют в пищу. На рисовых полях культивируют плавающий папоротник азоллу, живущий в симбиозе с азотфиксирующей цианеей как источник соединения азота.












^ Тест к теме: Высшие споровые растения.

Задания уровня А

А1. Мхи относят к высшим растениям потому, что у них есть:

1) ризоиды; 2) хлорофолл; 3) органы растения; 4) споры.

А16. После оплодотворения у кукушкина льна развиваются:

1) споры; 2) коробочки со спорами;

3) зеленые нити; 4) листостебельные растения.

А2. Споры от зиготы отличаются тем, что:

1) спора состоит из одной клетки, а зигота из многих;

2) зигота состоит из одной клетки;

3) в споре в два раза меньше хромосом, чем в зиготе;

4) в зиготе в два раза меньше хромосом, чем в споре.

А3. Коробочка со спорами (спорангий) – это:

1) самостоятельное растение; 2) паразитирующая часть мха;

3) предросток; 4) гаметофит.

А4. Половые клетки у сфагнума образуются:

1) в половых органах, расположенных на зеленой части растения; 2) в коробочках со спорами;

3) из спор; 4) на предростке.

А5. Из споры мха вырастает:

1) коробочка со спорами; 2) зеленое растение с листьями и стеблем;

3) предросток (зеленая нить); 4) заросток.

А6. Мхи отличаются от многоклеточных водорослей тем, что у них есть:

1) ризоиды; 2) органы; 3) хлорофилл; 4) половое поколение.

А7. В торфе хорошо сохраняются остатки растений потому, что в торфяном пласте:

1) много кислорода; 2) нет бактерий; 3) мало кислорода; 4) в торфяном пласте много бактерий.

А8. Расположение листьев у хвоща полевого:

1) очередное; 2) супротивное; 3) мутовчатое; 4) встречаются все указанные виды.

А9/Спорофит хвоща – это:

1) предросток; 2) зеленое растение; 3) заросток; 4) спороносный колосок.

А10. Хвощи не живут в:

1) Америке; 2) России; 3) Северной Европе; 4) Австралии.

А11. Что надо делать на полях, где растут заросли хвощей:

1) часто поливать; 2) известковать; 3) полоть; 4) обрабатывать кислыми растворами.

А12. Подземная часть хвощей образована:

1) корнями; 2) корневищами; 3) корнеклубнями; 4) луковицами.

А13. Папоротники – это:

1) только травянистые растения; 2) только кустарники;

3) травянистые и древовидные растения; 4) кустарники и травы.

А14. Хлорофилл в листьях папоротника находится:

1) в хроматофорах; 2) в хлоропластах;

3) рассеян по цитоплазме клеток; 4) в спорангиях.

А15. Спорофит папоротника – это:

1) предросток; 2) заросток; 3) взрослое зеленое растение; 4) спорангий.

А16. Из споры папоротника вырастает:

1) заросток; 2) спорангий; 3) взрослое растение; 4) зигота.

А17. Оплодотворение у папоротника происходит:

1) на листьях; 2) в спорангиях; 3) в цветках; 4) на заростке.

А18. В клетках сфагнума есть, а в клетках хламидомонады нет:

1) ядра; 2) хроматофора; 3) хромосом; 4) хлоропластов.

А19. Из зиготы у папоротников развивается:

1) гаметофит; 2) спорофит; 3) коробочка со спорами; 4) заросток.

А20. Спорангии у папоротника орляка расположены на:

1) спороносном колоске; 2) корневище;

3) верхней стороне листа; 4) нижней стороне листа.

А21. Папоротники, хвощи и плауны считаются наиболее высоко организованными споровыми растениями потому, что:

1) они размножаются спорами; 2) у них есть проводящие сосуды стебля;

3) они способны к фотосинтезу; 4) у них есть половой процесс.


Задания уровня В


В1. Выберите правильные утверждения.

А) В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит.

Б) Спорофитом кукушкина льна является зеленое растение

В) У мхов есть корни, стебли, листья.

Г) Мхи – наземные растения.

Д) Оплодотворение у мхов тесно связано с водой.

Е) У кукушкина льна на гаметофите созревает несколько спорофитов.

Ж) Спорофиты кукушкина льна образуются на женских растениях.


В2. Из приведенного списка выберите растения, размножающиеся спорами.

А) сфагнум; Б) Орляк; В) Сосна;

Г) Пшеница; Д) Спирогира; Е) Лотос.


В3. Установите соответствие между растениями и зависимостью их оплодотворения о воды.

Зависимость

Растение

  1. Зависят

  2. Не зависят

А) хлорелла

Б) маршанция

В) томат

Г) виноград

Д) кукушкин лен

Е) улотрикс




1

2







В4. Установите последовательность развития мха кукушкин лен, начиная с прорастания споры.

А) оплодотворение

Б) появление зеленой нити – предростка

В) попадание споры на землю

Г) развитие зеленого растения

Д) формирование коробочки со спорами


В5. Укажите последовательность стадий развития папоротника, начиная с оплодотворения.

А) развитие заростка

Б) оплодотворение

В) развитие спорофита

Г) образование архегониев и антеридиев (половых органов)

Д) образование спорангиев и выброс спор

Е) прорастание споры


Задания уровня С

  1. Что такое спорофит и гаметофит? Чем они представлены у мхов и папоротников?