Шпаргалка по ботанике для егэ

ЕГЭ по биологии

09.09.2012

Подборка шпаргалок по БИОЛОГИИ.

Обновлено: 01.11.2022

Полный набор теоретического материала для подготовки к ЕГЭ в 2023 году. Таблицы в кратком виде, схемы, теория по задания. Всё, что необходимо для самостоятельной работы. Эти шпаргалки помогут написать биологию на 100 баллов.

• Тренировочные варианты ЕГЭ по биологии

Подборка шпаргалок содержит

• Биология в схемах и таблицах
• Весь курс биологии в таблицах
• Шпаргалки по генетике, ДНК, митоз, мейоз и клеточная теория
• Теоретические конспекты по биологии
• Все термины по биологии
• Книжка-шпаргалка по биологии

Для чтения шпаргалок необходимы бесплатные программы: WinDJView и Adobe Reader

СКАЧАТЬ

https://down.ctege.info/ege/obshee/shpory/bio-ege-shpora.zip

«Ткани растения»

Ткань — группа клеток, сходных по строению и выполняющих одинаковые функции.

Ткань	Где располагается	Особенности строения клеток	Значение
Образовательная (меристема)	Верхушки стеблей Кончики корней Камбий (между лубом и древесиной) Рана	Мелкие делящиеся клетки без вакуолей	Рост растения
Покровная	Эпидермис (кожица) Покрывает листья и молодые побеги	1 ряд плотно прилегающих живых клеток, без хлоропластов. Имеются устьица для газообмена	Уменьшение испарения, газообмен
Пробка	Несколько рядов плотно прилегающих мёртвых клеток, заполненных воздухом. Для газообмена -чечевички	Защита от потери влаги, колебаний температуры, бактерий
Кора	Многослойная мёртвая ткань	Защита от температурных колебаний,.. вредителей
Механическая	В лубе, древесине	Толстые одревесневшие оболочки	Опора органам растения
Проводящая	Луб (флоэма)	Образован ситовидными трубками. Они представляют собой ряды тонких длинных живых клеток без ядер. Поперечные стенки между ними пронизаны отверстиями, как сито	Транспорт воды и органических веществ из листьев к корням
Древесина (ксилема)	Состоит из сосудов. Сосуды образованы мёртвыми вытянутыми клетками с утолщёнными оболочками, горизонтальные перегородки между ннми разрушены	Транспорт воды и минеральных веществ из корня к листьям
Основная (паренхима)	Мякоть листа Сердцевина стебля Корень	Хлоропласты в клетках	Образование и накопление питательных веществ
Выделительная	Нектарники Железы		Выделение эфирных масел, воды, нектара

. Органы растений. Вегетативные обеспечивают основные процессы  жизнедеятельности Генеративные – обеспечивают размножение растений 1. Побег 1.Цветок 2. Корень 2. Семя 3. Плод
Вегетативные органы: Побег – стебель с расположенными на нем листьями и почками. Стебель Ось побега растения. Опора растения, проводит питательные вещества, осуществляет связь между корнями и листьями Листья Часть побега.  Необходим для дыхания, образования питательных веществ, испарения воды. Почки Зачаточный побег (листовой и цветочный)
Рассмотрите строение двух видов почек растения. Определите, какая из них является листовой (вегетативной), а какая цветочной (генеративной). Рис. 2 “Сравнение строения вегетативной и генеративной почек.  Части почки Вегетативная почка Генеративная почка Зачаточный стебель Зачаточные листья Зачаточные почки Зачаточные соцветия Почечные чешуи
Стебель – ось побега, он связывает корни и листья Строение стебля. Стебель – вегетативный орган растения, на котором укрепляются листья, цветки, плоды. Стебель осуществляет передвижение воды и минеральных солей от корня к листьям и органических веществ, образованных в листьях, вниз к корням. В зеленых стеблях происходит фотосинтез. У многих растений в стебле накапливается запасные питательные вещества. Стебель может служить и органом вегетативного размножения. По направлению и способу роста различают стебли прямостоячие, ползучие, стелющиеся, лазающие, цепляющиеся. У некоторых растений стебель укорочен и листья образуют прикорневую розетку. Стебли растений характеризуются большим разнообразием по форме поперечного сечения, размерам, характеру и направлению роста. Побег состоит из повторяющихся элементов – узлов и междоузлий. Участки стебля на котором развиваются листья, называются узлами, а части стебля между соседними узлами – междоузлиями.
Видоизменения побега
Ли́ст—наружный орган растения, основной функцией которого является фотосинтез. Для этой цели лист, как правило, имеет пластинчатую структуру, чтобы дать клеткам, содержащим специализированный пигмент хлорофилл в хлоропластах, получить доступ к солнечному свету. Лист также является органом дыхания, испарения и гуттации (выделения капель воды) растения. Листья могут задерживать в себе воду и питательные вещества, а у некоторых растений выполняют и другие функции.
Эпиде́рмис — слой клеток, которые защищают от вредного воздействия среды и излишнего испарения воды. Часто поверх эпидермиса лист покрыт защитным слоем восковидного происхождения (кутикулой). Мезофи́лл, или паренхи́ма — внутренняя хлорофиллоносная ткань, выполняющая основную функцию — фотосинтез. Сеть жи́лок, образованных проводящими пучками, состоящими из сосудов и ситовидных трубок, для перемещения воды, растворённых солей, сахаров и механических элементов. У́стьица — специальные комплексы клеток, расположенные, в основном, на нижней поверхности листьев; через них происходит испарение воды и газообмен Какое значение в жизни растения имеет листопад? 1) К осени в клетках листьев накапливаются ненужные растениям, а иногда и вредные для них вещества. Начинается листопад. Вместе c опадающими листья из растений удаляются и эти вещества. 2) Зимой корни многих растений не могут всасывать из почвы холодную воду. Если бы наши деревья и кустарники не сбрасывали листья, они погибли бы от недостатка влаги. Но у некоторых цветковых растений листья сохраняются всю зиму. Это вечнозеленые кустарнички брусника, вереск, клюква. Мелкие плотные листья этих растений, слабо испаряющие воду, сохраняются под снегом. Листопад – это приспособление растений к уменьшению испарения осенью и зимой
Функции видоизмененных листьев Примеры Усики Закрепление лазающего стебля Горох, вика, чина Чешуи тонкие Защитная функция Репчатый лук Чешуи сочные Запасание питательных веществ Репчатый лук Колючки Уменьшение испарение влаги, защита от поедания животными Кактус, верблюжья колючка, барбарис Ловчие аппараты насекомоядных Улавливание и переваривание насекомых Росянка, непентес, венерина мухоловка
Корень – осевой орган, анатомически сходный со стеблем. Выполняет функции: Укрепление растения в почве Всасывание воды и минеральных веществ из почвы Запасание органических веществ Вегетативное размножение
Корневая система- совокупность всех корней растения Боковые корни (отходят от главного) Главный корень Придаточные (отрастают от стебля и др. частей растения)
Стержневая и мочковатая корневая системы
Строение корня Анатомия корня такая же, как и у стебля (те же слои и в том же порядке) В связи с главной функцией корня (всасыванием) в нём сформировались зоны

2. Генеративные органы:

Цветок – видоизмененный побег, на месте которого созревает плод с семенами или одним семенем.

Тычинка – мужская часть цветка. Она состоит из тычиночной нити и пыльника, в котором развивается пыльца. Внутри пыльников развивается пыльца, а тычиночная нить поднимает его на нужную высоту. Число тычинок в разных цветках различно. Внутри пыльника созревают пыльцевые зерна. По размеру – это одна клетка. Снаружи пыльцевые зерна покрыты плотной оболочкой, имеют шипики, зубчики, бугорки и бороздки. По форме пылинки можно определить растение, которому она принадлежит. У насекомоопыляемых цветков пыльца крупная и клейкая, у ветроопыляемых – мелкая и сухая.

Пестик – женская часть цветка, расположен в центральной его части. Верхняя часть пестика – рыльце, его роль – удержание пыльцы. Средняя часть – столбик и нижняя – завязь, где расположены одна или несколько семяпочек.

Для того чтобы удержать пыльцу, рыльце может быть шероховатым или на нем выделяется клейкая жидкость. А у ветроопыляемых растений оно напоминает ершик для мытья посуды. Столбик служит для поднятия пестика на определенную высоту. А из завязи образуется плод.

— Большинство цветков имеют и пестик и тычинки. Но есть цветки, которые имеют или тычинки или пестики.

Цветок, имеющий пестик и тычинки называется обоеполым.

Если цветок имеет либо пестик, либо тычинки, он называется однополым. Если в цветке только пестик – это женский цветок, если только тычинки – это мужской цветок.

Цветки и насекомые.

О многом может рассказать цветок. Но в первую очередь он расскажет, как опыляется: с помощью ветра или насекомых (Приложение 2) и даже какими насекомыми.

Конечно, пчелы и бабочки, мухи и прочие насекомые посещают цветки не ради того, чтобы способствовать их опылению. У насекомых здесь свои корыстные интересы. Какие же именно?

Прежде всего, насекомых привлекает к цветку пыльца – питательный, высококалорийный продукт, в изобилии содержащий белки, углеводы, жиры и витамины и в какой то мере сравнимый с черной и красной икрой. Пчелы собирают ее для потомства. Мухи, жуки и масса других насекомых сами лакомятся пыльцой. Отсюда понятно, почему во многих цветках пыльцы образуется гораздо больше, чем используется для опыления.

Но и это не главная цель посещения цветов насекомыми.

Притягательно для насекомых наличие в цветке нектара – богатой сахарами жидкости. Нектарники могут располагаться в самых разных частях цветка. Это связано с тем или иным способом опыления и соответствующей ему конструкцией цветка. Обычно нектарники расположены так, что при каждой попытке добыть сладкий сок насекомые должны платить растению своеобразную дань: уносить или приносить на своем тельце пыльцу и производить опыление.

Но насекомым нужен сигнал о наличии его: ярко – окрашенный или с достаточно сильным запахом цветок.

Поскольку цветки, как правило, располагаются на общем зеленом фоне, окраска их резко контрастирует с зеленым цветом. В центральных и северных областях нашей страны чаще всего можно найти белые и желтые, чуть реже красные, еще реже синие и фиолетовые. Окраска цветка не случайна. Дело в том, что каждый вид насекомых предпочитает определенный цвет. И окраской цветок привлекает именно «своих» насекомых, которые только и смогут произвести опыление. Для пчел – синий и фиолетовый, чисто пурпурный, бабочек кроваво – красные, а в тропиках колибри. Ночные бабочки особенно охотно посещают белые и бледно — желтые цветки. Это понятно, в темноте ночи наиболее различим именно белый цвет.

Чашелистики тоже могут приобретать ту или иную окраску (прострел, горицвет, борец). Даже верхние листья побега (марьянник). Это необходимо для увеличения окрашенной площади, для того, чтобы быть более заметным издалека. Туже цель преследует и объединение отдельных цветков в соцветия.

Строение цветка отражают специальными формулами, для которых используют общепринятые в ботанике сокращения

Семя

Семена развиваются из семязачатков, находящихся у цветковых растений в завязях пестиков.

Строение семени

Семя имеет

• семенную кожуру, образующуюся из покровов семязачатка.

• Зародыш (представляет собой зачаточное растение, находящееся на той или иной стадии развития. Обычно в зародыше различимы семядоли (1 или 2), зачаточный стебель с конусом нарастания,. зачаточный корень (при прорастании семени он превратится в главный корень)

• эндосперм (представляет собой ткань, в которой отлагается запас питательных веществ для прорастания семени. В созревших плодах некоторых растений эндосперма нет, потому что он поглощается ещё на ранних стадиях развития зародыша или запасается в семядолях, т. е. первых листьях зародыша (как у бобовых)

Строение семян злаков (например, пшеницы) своеобразно. Семенная кожура срастается с околоплодником. Эндосперм прилегает к так называемому щитку — той части зародыша, которая является единственной семядолей. При прорастании семени питательные вещества поступают в растущие органы через щиток.

Плод – орган защиты и распространения семян, конечный этап развития цветка. Содержит семена, окружённые околоплодником. Околоплодник образуется при разрастании стенок завязи.

	Тип плода	Вид плода	Название растения
сочные	Односемянный	Костянка	Вишня, слива, черешня
Многосемянный	Ягода	Томат, крыжовник
Яблоко	Яблоня, груша
сухие	Односемянный	Семянка	Подсолнечник
Зерновка	Пшеница, рожь
Многосемянный	Коробочка	Мак
Боб	Горох, боб
Стручок	Капуста, акация

Размножение растений

Цветковые растения размножаются вегетативным или половым путём. Вегетативное размножение происходит при помощи вегетативных органов (листовые черенки, стеблевые черенки, корневые черенки, корневые отпрыски,, усы, отводки, прививка, корневища, клубни, луковицы). Половое размножение связано с гаметами. У растений наблюдается регулярная смена ядерных фаз: гаплоидной и диплоидной. В жизненном цикле высших растений чередуются два поколения: гаметофит и спорофит. Гаметофит образует гаметы. У семенных растений гаметофиты утратили способность к самостоятельному существованию. Преобладающим поколением стал спорофит. Он образуется после слияния гамет. Цветок можно считать гаметофитом и спорофитом, так как он образует вначале споры — мужские и женские — а затем из низ развиваются гаметы. У цветковых растений оплодотворению предшествует опыление.

Виды опыления:

• самоопыление (у обоеполых цветков)

• перекрёстное (с помощью ветра или насекомых) У ветроопыляемых растений цветки мелкие, собраны в соцветия, цветут до распускания листьев, пыльца мелкая и сухая, тычинки с длинными тычиночными нитями, рыльца пестиков перистые и далеко выдаются из цветков. Растут группами. У насекомоопыляемых растений цветки крупные, яркие, вырабатывают нектар, обладают запахом, пыльца крупная, липкая

У цветковых растение в оплодотворении участвует одновременно 2 спермия (двойное оплодотворение). Один спермий сливается с яйцеклеткой (формирование зародыша – диплоидный набор хромосом), второй спермий сливается с диплоидным центральным ядром ( в результате образуется эндосперм с триплоидным набором хромосом). Эндосперм – это запас питательных веществ для молодого растения

«Систематика цветковых растений»

Систематика – наука о классификации организмов, родственных друг с другом.

Классификация – объединение организмов в группы по степени их родства.

Признаки класса	Класс Двудольные	Класс Однодольные
Число семядолей в зародыше семени	2 семядоли	1 семядоля
Тип корневой системы	Стержневая	Мочковатая
Характер жилкования	Сетчатое	Дуговое или параллельное

Задания по ботанике в ходе ЕГЭ 2002-2008 годов. Царство Бактерии.

1. С какой целью прореживают всходы моркови?

2. Перечислите основные признаки цветковых растений, по которым их выделяют в отдельную систематическую группу.

3. Перечислите способы увеличения урожайности картофеля.

4. Объясните, почему необходимо окучивать картошку.

5. Какой процесс в жизни дерева нарушается пари удалении его коры?

6. Какая ткань цветковых растений связывает все органы в единое целое?

7. С какой целью проводят побелку стволов и крупных ветвей плодовых деревьев?

8. Какие признаки характерны для хвойных растений?

9.  Почему грибы выделяют в особое царство органического мира? 2002,2004, 2008

10.  Каковы особенности строения и жизнедеятельности мхов? 2002,2008

11.  Какие признаки характерны для покрытосеменных растений?

12.  Какие признаки характерны для царства растений?

13. Цветки многих покрытосеменных растений опыляются насекомыми. Объясните, в чем проявляется взаимная польза перекрестного опыления для насекомых и растений?

14. Какова роль мхов в природе?

15. С какой целью при пересадке рассады капусты прищипывают кончик корня?

Начиная с 2006 года

1. Садоводы при пикировке рассады капусты прищипывают верхушку главного корня, а при размножении кустов смородины используют стеблевые черенки, на которых развиваются придаточные корни. Оба этих растения относят к классу двудольные, Объясните, какой тип корневой системы будет у капусты, выросшей их этой рассады, а какой у смородины, выросшей из стеблевого черенка.

2. Объясните, какие основные причины «цветения воды» в водоемах.

3. Какие особенности строения и жизнедеятельности покрытосеменных способствовали их процветанию на Земле?

 2007 год

1. Почему вспашка почвы улучшает условия жизни культурных растений?

2. В листьях растений интенсивно протекает процесс фотосинтезе. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.

3. Докажите, что корневище растения – видоизмененный побег.

4. Какие процессы обеспечивают передвижение воды и минеральных веществ по растению. Ответ поясните.

5. Установите, какая часть луковицы лука обозначена на рисунке буквой Б, объясните ее строение и выполняемые функции.

1. Известно, что при регулярном окучивании растений (картофеля, томатов, капусты, земляники) растения лучше растут. Объясните, каким образом окучивание влияет на рост растений и почему это воздействие благоприятно.

2. Если мышь поместить под стеклянный колпак, закрытый герметично, то она вскоре погибнет. Если вместе с мышью поместить зеленое растение и оставить колпак на свету, то мышь останется жива длительное время. Объясните в чем причина этих явлений.

3. Грибникам хорошо известно, что подосиновики часто растут под осинами, а подберезовики – под березами, маслята — под соснами и лиственницами. Как называется это явление и в чем его биологический смысл?

4. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, объясните их.

• Цветок — орган размножения покрытосеменных растений.

• Цветок представляет собой видоизмененный лист.

• Функции цветка – это половое и бесполое размножение.

• Цветок соединен со стеблем цветоножкой.

• В цветке имеются пестики и тычинки.

При хранении масса клубней картофеля сокращается, а если клубни подморожены, то они становятся сладкими. В чем причина этих явлений?

Каковы основные отличительные особенности высших растений по сравнению с низшими?

Ученые установили, что хвойные деревья (ель, сосна) менее устойчивы к загрязнению воздуха промышленными газами, чем лиственные деревья. Объясните, в чем причина этого явления.

2008 год

1. Почему грибы выделяют в особое царство органического мира?

2. Каковы особенности строения и жизнедеятельности грибов?

3. Каковы характерные признаки царства Грибов?

4. Объясните, по каким тканям и как осуществляется транспорт веществ у покрытосеменных растений?

5. Почему вспашка улучшает почвы условия жизни культурных растений?

6. Докажите, что корневище растения – видоизмененный побег.

7. Какие процессы обеспечивают передвижение воды и минеральных веществ по растению. Ответ поясните.

8. Назовите не менее 3-х особенностей наземных растений, которые позволили им первыми освоить сушу. Ответ обоснуйте.

9. Каким способом происходит спорообразование у кукушкина льна.

10. Чем отличаются покрытосеменные растения от растений остальных отделов?

11. В чем проявляется разнообразие и приспособленность покрытосеменных к образу жизни?

12. Почему покрытосеменные растения нуждаются в особенной охране?

13. Назовите приспособления растений, которые одновременно служили бы адаптациям к противоположным условиям среды (холод-жара, засуха – влага и т.д.

14. Почему для посева отбирают крупные семена?

15. Что объединяет и в чем отличие биологических объектов, изображенных на рисунке?

 

1. Какие удобрения и почему необходимо внести в почву, чтобы получить большой кочан капусты?

2. Какие удобрения и почему необходимо внести в почву, чтобы получить крупные плоды у томата?

3. Какие удобрения и почему необходимо внести в почву, чтобы получить крупные клубни картофеля?

4. Посевы каких растений применяют в сельском хозяйстве для обогащения почвы азотом?

5. Могут ли на грядке семена взойти корешками вверх, а побегами вниз, если они были посеяны как попало?

6. Чем отличаются зародыши двудольных и однодольных растений?

7. Как человек использует бактерии?

8. Какие клеточные структуры отличают растительную клетку от животной?  

Растительная
клетка: ее строение и особенности

Строение:
вакуоль,
клеточная стенка, хлоропласты,
лейкопласты, микротрубочки, плазматическая
мембрана, гладкий эндоплазматический
ретикулум, ядро, ядрышко, шероховатый
эндоплазматический ретикулум,
плазмодесмы, митохондрии, аппарат
гольджи, цитоплазма.

Особенности:

• прочная
  клеточная стенка значительной толщины;

• особыми
  органоидами — пластидами, в которых
  происходит первичный синтез органических
  веществ из минеральных за счет энергии
  света — фотосинтез;

• paзвитой
  системой вакуолей, в значительной
  мере обусловливающих осмотические
  свойства клеток.

• Автотрофный
  тип питания.

• Имеет
  хлоропласты.

• Клеточная
  стенка состоит из целлюлозы.

• Прикрепленнный
  образ жизни.

• Неограниченный
  рост.

• Осмотический
  способ питания (всасывание ).

Растительная
клетка, окружена цитоплазматической
мембраной, но, кроме нее, ограничена
толстой состоящей из целлюлозы
клеточной стенкой. Наличие клеточной
стенки — специфическая Особенность
растений. Она определила малую
подвижность растений. Вследствие
этого питание и дыхание организма
стали зависеть от поверхности тела,
контактирующей с окружающей средой,
что привело в процессе эволюции к
большей расчлененности тела. Клеточная
стенка имеет поры, через которые каналы
эндоплаэматической сети соседних
клеток сообщаются друг с другом.

.Вегетативные
и генеративные органы цветкового
растения.

Вегетативные
органы:

К
ним относятся корень, стебель и лист,
это органы с помощью которых происходит
вегетативное размножение например у
водорослей, грибов, картофеля.

1.Корень
— одни из
основных вегетативных органов высших
растений.

Главные
задачи: поглощение воды и минеральных
солей из почвы, передача их надземным
органам, закрепление в почве самого
растения. У некоторых растений корень
служит вместилищем запасных питательных
веществ (морковь, свекла).

2.Лист
—Выполняет
функции испарения воды и воздушное
питание.

3.
Стебель держит
на себе все остальные органы растения,
проводит воду с растворенными в ней
веществами

Генеративные
органы цветковых

К
ним относятся цветки (соцветия) , плоды
и семена. Это органы, с помощью которых
происходит семенное размножение
растений например у тюльпанов,
магнолий, лилий .

Цветок
—укороченный видоизмененный побег
с ограниченным ростом. Функция цветка
: размножение.

Плод—
Плоды образуются только у покрытосеменных
растений. Развиваются из цветка; в
образовании плодов обязательно
участвует завязь. Из стенки завязи
развивается околоплодник, из семязачатка
– семя. Также в образовании плода
может принимать участие цветоложе
(земляника).

СЕМЯ-
Функци:
запас веществ (бобовые, сложноцветные),
защита зародышевой почки, фотосинтез
(при надземном прорастании) и всасывание
питательных веществ из эндосперма (у
злаков).

Ткани
растений, их классификации

Образовательная
ткань
(временная): первичная
и вторичная.

Функции:
образование других тканей, рост органов
в длину (первичная), рост корня и стебля
в толщину (вторичная), регенерация
тканей.

Основная ткань
(постоянная):
запасающая
и хлоренхима.

Функции:
фотосинтез
и газообмен (хлоренхима), накопление
белков, жиров и углеводов (запасающая)

Покровная
ткань
(постоянная):
эпидермис,
пробка, корка.

Функции: защита,
газообмен и транспирация

Проводящая
ткань
(постоянная):
древесина
(ксилема), луб (флоэма.

Функции: транспорт
воды и минеральных солей к листьям
(ксилема), транспорт органических
соединений от листьев к органам
(флоэма)

Выделительная
ткань
(постоянная): железистые
волоски, нектарники, смоляные ходы

Функции: защита
от испарения, поедания животными,
привлечение опылителей

Механическая
ткань
(постоянная):
волокна и
склереиды

Функции: опора,
защита от механических повреждений
и преждевременного прорастания

Лист,
его функции. Продолжительность жизни
листьев, листопад.

Лист
– боковой
орган побега, выполняющий функцию
зеленого растения – фотосинтез,
транспирацию (регулирование испарения
воды), газообмен (дыхание).

Лист
состоит из листовой пластины, черешка,
а также основания и прилегающего к
нему прилистника.

Виды
листьев:

• Простые
  листья — листья с одной листовой
  пластиной на черешке.

• Сложные
  листья — листья с несколькими листовыми
  пластинами на черешке.

Продолжительность
жизни развившихся на побеге зеленых
листьев колеблется от 2-3 недель до 20
и более лет. Пример: земляника (5-10
месяцев), сосна (2-4 года), ель серебристая
(10-15 лет)

Листопад
— процесс
биологический, обусловленный развитием
растительного организма и его
жизнедеятельностью. У большинства
деревьев и кустарников в период
листопада листья меняют окраску и
становятся желтыми или багряными.

Причины
листопада:
листопаду предшествует старение
листа, подготовка растения к холодному
или засушливому периоду года, скидывая
листья дерево освобождается от вредных
веществ, тяжелый снег ломал бы ветви

Внешнее
строение листьев, их разнообразие

1.Внешнее
строение листа:
основание листа ,черешок, листовая
пластинка, прилистники, жилки.
2.Признаки
разнообразия:
1)Прикрепление
листа :Черешковые
(СИРЕНЬ) , Сидячие (КУПЕНА ДУШИСТАЯ)
2)По
количеству листовых пластинок :

• Простой:
  трёхлопастной (СМОРОДИНА), трёхраздельный
  (ПУСТЫРНИК), перилостолопастной (ДУБ)

• Сложный:
  пальчатый (КОНОПЛЯ), тройчатый
  (ЗЕМЛЯНИКА), непарноперестый (ШИПОВНИК)

3)Форма
края листовой пластинки :Цельнокрайная(ДУБ),
Пильчатая(КРАПИВА), Зубчатая (МАНЖЕТКА)

4)Жилкование
листьев: Сетчатое(БОЯРЫШНИК),
Пальчатое(КЛЁН),Дуговое(КУПЕНА)
5)Видоизменения
листьев:
Колючки кактуса, Усики гороха, Ловчий
аппарат 

Цветок.
Части цветка и их функции. Процессы,
происходящие в цветке

Цветок

Цветок
— важный орган цветковых (покрытосеменных)
растений. Часто он красивый и хорошо
заметный. Цветки растений весьма
разнообразны, они разного размера,
цвета, имеют разные запахи или без
запаха, собранные вместе или одиночные.

Объединяет
все цветки растения выполняемая ими
функция
— половое размножение растений, в
результате которого образуются семена
и плоды. Поэтому цветок называют
генеративным органом растения.

Части
цветка и их функции

Цветоложе
– основа, которая удерживает все части
цветка.

Чашелистики
– в совокупности образуют чашечку
цветка. Они защищают другие части
цветка, когда он в бутоне. Иногда они
сохраняются и помогают распространению
семян

Лепесток
– их совокупность называется венчиком.
Имеет красивую форму, запах и яркий
цвет для привлечения опылителей или
могу отсутствовать у ветроопыляемых.

Околоцветник
— листоподобный орган цветка, предназначен
для защиты тычинок и пестиков и
способствует опылению цветка

Пестик
(гинецей)
состоит из: рыльце
(мест распознавания белков наружной
оболочки пыльцы), столбик
(обеспечивает питанием пыльцевую
трубку после оплодотворения), стенка
завязи
(защита семяпочки), нуцеллус
(клетки содержащие запасы питания),
зародышевый
мешок
( содержит женскую гамету), микропиле
(место входа пыльцевой трубки) и
интегументы(защита
семяпочки и становятся кожурой после
оплодотворения).

Тычинка
(андроцей) состоит
из: пыльцевого
зерна
(содержит мужскую гамету), стомий
( линия открывания пыльцевых мешков),
пыльцевой
мешок (содержит
пыльцевые зерна), тапетум
(снабжает
пит.вещ. пыльцу)

Процессы,
происходящие в цветке

• СОЗРЕВАНИЕ
  ТЫЧИНОК И ПЕСТИКА —
  Микроспоры образуются в пыльцевых
  гнездах тычинки. В результате
  редукционного деления в клетках
  спорообразующей ткани формируются
  микроспоры.
  Споры возникают или одиночно, или
  тетрадами. Микроспора цветковых
  растений, находясь еще в микроспорангии,
  начинает прорастать — делиться. В
  результате деления образуется пылинка,
  или пыльца, состоящая из двух клеток:
  вегетативной и генеративной.
  Генеративная делится, образуя два
  спермия.

  • Завязь
    пестика выполняет иную функцию, чем
    пыльники тычинок. Там формируются
    семяпочки, прикрепленные к стенке
    завязи. Семяпочка имеет покров —
    интегумент (один или два). Покровы на
    вершине семяпочки не смыкаются и
    образуют пыльцевход
    (микропиле).
    Внутреннюю часть семяпочки
    составляет нуцеллус.
    В нуцеллусе появляются
    несколько спорообразующих клеток,
    одна из которых дает начало спорам.

• ОПЫЛЕНИЕ
  — необходимое
  условие оплодотворения, происходящего
  в цветке. Суть опыления состоит в
  переносе пыльцы из пыльников на рыльце
  пестика. Различают два принципиально
  различных типа опыления: самоопыление
  и перекрестное. При самоопылении
  пыльца переносится на рыльце пестика
  в пределах данного цветка или данной
  особи

• ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
  — Процессу оплодотворения предшествует
  прорастание пыльцевого зерна на
  рыльце. Микроспора еще внутри пыльника
  прорастает и ее ядро делится, в
  результате образуется маленькая
  репродуктивная клетка и большая
  вегетативная. Попав на пестик,
  вегетативная клетка вытягивается в
  пыльцевую трубку, а ядро генеративной
  клетки делится и дает две мужские
  клетки спермии.
  На следующем этапе пыльцевая трубка
  проникает в зародышевый мешок,
  разрывается и из нее выходят гаметы.
  Один спермий сливается с яйцеклеткой,
  другой — со вторичным ядром. Такое
  оплодотворение называется двойным.

• ОБРАЗОВАНИЕ
  СЕМЕНИ
  — Из
  оплодотворенной клетки (зиготы)
  развивается зародыш будущего растения.
  Из вторичного ядра зародышевого мешка
  — эндосперм семени,
  иными словами, семя образуется из
  семяпочки после оплодотворения. Из
  покровов семяпочки развивается кожура
  семени, из зиготы — многоклеточный
  зародыш, из триплоидной клетки —
  запасающая ткань эндосперм. Возможно
  возникновение в семени запасающей
  ткани из нуцеллуса (центральной части
  семяпочки). Эту ткань называют периспермом.

Корень
и его функции. Внешнее строение корня.
Типы корневых систем. Видоизменение
корня.

Ко́рень
– подземный осевой орган, с помощью
которого растение питается и укрепляется
в почве.

Основные
функции корня:

1. Укрепляет
   растение в почве

2. Всасывает
   из почвы воду с минеральными солями

3. Синтезирует
   органические вещества

4. Запасает
   питательные вещества

5. Обеспечивает
   связь растения с обитателями почвы
   (бактериями, грибами)

6. Осуществляет
   вегетативное размножение растения

Внешнее
строение корня.

Внешний
вид кончика корня: он прикрыт защитным
колпачком — корневым чехликом. Зона
деления (Активно делящиеся клетки
образовательной ткани) Несколько выше
чехлика имеется небольшая гладкая
часть корня(Зона роста или растяжения).
Над ней находится участок с многочисленными
тонкими выростами (Зона всасывания),
которые выглядят как белый пушок
вокруг корня — это корневые волоски.
Выше по корню развиваются боковые
корни, на них также имеются корневой
чехлик и корневые волоски(Зона
проведения или боковых корней). Ближе
к стеблю корень обычно утолщен и имеет
буроватый цвет.

Типы
Корневых систем

• Мочковатая
  (Придаточный корень) Пример: Семейство
  злаковые.

• Стержневая
  (Главный
  корень, Боковые корни) Пример Лебеда

• Смешанная
  (Придаточные
  корни Главный корень, Боковой корень)
  Пример: Крапива

Видоизменения
корня

1. Корни–присоски
   встречаются у растений–паразитов и
   полупаразитов. Эти корни проникают
   в стебли растений других видов и
   поглощают их соки. Примером
   растения–паразита является повилика.
   Ее клетки не имеют хлоропластов,
   поэтому она питается исключительно
   соками другого растения

2. Корнеплод
   — утолщённый сочный, мясистый главный
   корень. Корнеплоды состоят в основном
   из запасающей основной ткани (репа,
   морковь, петрушка)

3. Корнеклубни
   образуются
   в результате утолщения боковых и
   придаточных корней.(Георгин)

4. Корни-зацепки
   — своеобразные придаточные корни.
   При помощи этих корней растение
   «приклеивается» к любой опоре.(Плющ)

5. Ходульные
   корни
   — выполняют роль опоры. Они высоко
   удерживают побеги над водой.(Мангры)

6. Воздушные
   корни
   — боковые корни, растут вниз. Поглощают
   дождевую воду и кислород из воздуха.
   Образуются у многих тропических
   растений. (Орхидея)

7. Дыхательные
   корни
   — у тропических растений — выполняют
   функцию дополнительного дыхания.(Монстера)

Почка,
ее строение. Развитие побега из почки.
Видоизменение побега.

1.
Почка —
орган нарастания, возобновления и
вегетативного размножения. Почки
плодовых растений различаются между
собой по строению и функциям, по
месторасположению на стебле и времени
прорастания.

По
строению и функциям почки бывают
вегетативными
и генеративными.

Вегетативная
(ростовая)
почка представляет собой укороченный
побег, состоящий из оси, конуса, роста
зачатков листьев и кроющих почечных
чешуй. Вегетативные почки меньшего
размера, более удлиненные и заостренные,
чем генеративные. После прорастания
вегетативные почки дают побеги
различной длины.

Генеративные
(цветковые, плодовые)
почки содержат зачатки цветков, а у
ряда пород и вегетативных органов —
листьев и ростовых почек. В связи с
этим по своему строению генеративные
почки бывают простыми и смешанными
(вегетативно-генеративными).

2.
Развитие побега из почки.

Почки
на ветке, поставленной в воду зимой,
раскрываются не сразу. Проходит
несколько дней, а иногда недель, прежде
чем они начнут пробуждаться.

Почки
сначала набухают. Затем у них раздвигаются
чешуйки и появляются зеленые свернутые
листочки молодого побега. По мере
роста длина междоузлий побега
увеличивается. Побег становится все
длиннее и длиннее. А листья достигают
обычного размера.

Верхушечная
почка — это верхушка побега. Самый
кончик растущего стебля в почке
называют конусом нарастания. Конус
нарастания состоит из клеток, которые
делятся и образуют новые. За счет
деления клеток конуса нарастания
стебель растет. Из верхушечной почки
вырастает главный стебель, а из боковых
— боковые. Из цветочных почек развиваются
цветочные побеги с бутонами.

3.
Видоизменения побега.

В
побеге некоторых растений откладываются
запасные питательные вещества. Побеги
также могут служить для вегетативного
размножения. Видоизменяются как
надземные, так и подземные побеги.
Разные видоизменения побега (клубни
картофеля, корневища пырея, луковицы
лука, усы клубники, колючки боярышника).

Корневище
– видоизмененный подземный побег.

Стеблевые
клубни –
это утолщения междоузлий стебля. Они
могут быть надземными (например, у
кольраби) или подземными (например, у
картофеля, топинамбура).

У
некоторых растений (например, гладиолуса,
шафрана)
видоизмененный подземный побег по
особенностям своего строения занимает
как бы промежуточное положение между
клубнем и луковицей и потому называется
клубнелуковицей

Встречается
и такое видоизменение
побега, как колючки
(например, у дикой груши, терна,
боярышника, облепихи). Они расположены
в пазухах листьев и защищают растение
от выедания животными.

Побеги
могут видоизменяться и в усики
(например, у винограда, дыни, огурца,
тыквы). Они укореняются в узлах и дают
начало новым растениям.

Роль
видоизменений побега в жизни растений
и хозяйственной деятельности человека.
Видоизменения побегов помогают
растениям приспосабливаться к
определенным условиям произрастания.
Так, видоизмененные подземные побеги
часто развиваются у двулетних или
многолетних травянистых растений
(корневища, стеблевые клубни, луковицы,
клубнелуковицы).

Части
цветка и их функции. Типы цветков.

Части
цветка и их функции

Цветоложе
– основа, которая удерживает все части
цветка.

Чашелистики
– в совокупности образуют чашечку
цветка. Они защищают другие части
цветка, когда он в бутоне. Иногда они
сохраняются и помогают распространению
семян

Лепесток
– их совокупность называется венчиком.
Имеет красивую форму, запах и яркий
цвет для привлечения опылителей или
могу отсутствовать у ветроопыляемых.

Околоцветник
— листоподобный орган цветка, предназначен
для защиты тычинок и пестиков и
способствует опылению цветка

Пестик
(гинецей)
состоит из: рыльце
(мест распознавания белков наружной
оболочки пыльцы), столбик
(обеспечивает питанием пыльцевую
трубку после оплодотворения), стенка
завязи
(защита семяпочки), нуцеллус
(клетки содержащие запасы питания),
зародышевый
мешок
( содержит женскую гамету), микропиле
(место входа пыльцевой трубки) и
интегументы(защита
семяпочки и становятся кожурой после
оплодотворения).

Тычинка
(андроцей) состоит
из: пыльцевого
зерна
(содержит мужскую гамету), стомий
( линия открывания пыльцевых мешков),
пыльцевой
мешок (содержит
пыльцевые зерна), тапетум
(снабжает
пит.вещ. пыльцу)

Типы
цветков.

По
типу опыления:

1)
самоопыляемые 2) перекретсное опыление
3)опыление извне

По
типу симметрии:

1)
правильные — цветки через которые
можно провести несколько осей симметрии(
роза,тюльпан) 2) неправильные- через
которые можно провести одну ось
симметрии т.е. билатерально-симметричные
( горох) 3)ассиметричные цветки -нельзя
провести ни одной оси симметрии.

По
полу бывают:
1) обоеполые — когда в цветке содержатся
и пестики и тычинки,2)мужские — цветки,
содержащие только тычинки, 3)женские
— цветки, содержащие только пестики.

Соцветие,
их биологическое значение и типы

Соцветие
— часть системы побегов покрытосеменного
растения, несущая цветки и в связи с
этим разнообразно видоизменённая.
Соцветия
обычно более или менее четко отграничены
от вегетативной части растения.

По
положению на стебле соцветия разделяются
на верхушечные и пазушные, сидящие в
пазухах листьев.
Соцветия бывают простыми и
сложными. Простые
соцветия имеют
одну ось, на которой на цветоножках
или без них располагаются цветки.
У сложных
соцветий от
главной оси отходят оси второго порядка
(боковые), с расположенными на них
цветками.

В
природе наиболее распространены
следующие типы простых соцветий:

• кисть —
  соцветие, в котором многочисленные
  цветки прикрепляются к оси при помощи
  цветоножек (черемуха, ландыш);

• простой
  колос —
  сидячие цветки располагаются на
  длинной оси (подорожник);

• початок —
  в отличие от простого колоса имеет
  сильно утолщенную ось (кукуруза);

• головка —
  имеет укороченную и утолщенную ось,
  а цветки располагаются на коротких
  цветоножках или сидячие (клевер);

• корзинка —
  многочисленные мелкие сидячие цветки
  располагаются на утолщенном расширенном
  цветоложе (подсолнечник, ромашка);

• простой
  зонтик —
  цветки с одинаковой длиной цветоножки
  отходят от одной точки оси (вишня);

• щиток —
  цветки расположены почти в одной
  плоскости, цветоножки имеют различную
  длину и отходят от оси из разных точек
  (груша).

В
результате сочетания нескольких типов
соцветий образуются сложные соцветия:
сложный колос(у ячменя),
сложный зонтик (у тмина), метёлка
(у мятлика),
сложный щиток (у
пижмы), серёжка (у ивы).

Биологическая
роль соцветия:

• Благодаря
  соцветиям мелкие цветки становятся
  хорошо заметны в дали насекомым
  опылителям.

• В
  случае ветроопыления облегчается
  улавливания пыльцы, разносимой
  воздушными потоками.

• Неравномерное
  распускание цветков в пределах
  соцветия так же благоприятствует
  опылению.

Классификация
плодов. Влияние факторов среды на
цветение и распространение плодов и
семян.

Классификация
плодов:

Сухой:

• Многосемянные(Вскрывающийся)—
  листовка(лютик, купальница), боб(горох,
  фасоль), стручок(капуста, редис),
  коробочка(мак, тюльпан).

• Односемянные(Невскрывающийся)—
  орех(конопля, лотос), желудь(дуб),
  крылатка(береза, ясень), вислоплодник(морковь,
  укроп), семянка(одуванчик, череда),
  зерновка(пшеница, рис).

Сочный:

• Односемянные(Невскрывающийся)—
  костянка(вишня, абрикос)

• Многосемянные(Невскрывающийся)—
  ягода(смородина, виноград),
  яблоко(яблочко)(яблоня, рябина),
  тыквина(огурец, арбуз), земляничина(земляника,
  клубника), цинородия(шиповник),
  померанец(лимон, апельсин),
  гранатина(гранат) (Вскрывающийся).

Цветение
и распространение плодов и семян
находится в тесной взаимосвязи с
внешними условиями. Жизненно важные
элементы для растений — свет, тепло,
воздух, вода, почва и содержащиеся в
ней питательные вещества и её тепловой
режим. Они являются необходимыми для
жизнедеятельности растительного
организма. Рост растений может
происходить только при определенных
благоприятных условиях.

Распространение
плодов и семян:

1. Анеморхия
   – распространение семян воздушными
   течениями

2. Эндозоохория
   – прохождение семян неповрежденными
   через пищеварительный тракт животного

3. Мирмекохория
   – распространение семян муравьями

4. Ихтиохория
   – распространение семян рыбами

5. Заурохория
   – распространение диаспор посредством
   рептилий

6. Орнитохория
   – распространение семян семян птицами

7. Синзоохория
   — распространение семян методом
   утаскивания в гнёзда или сложением
   прозапас

8. Эпизоохория
   – распространение семян пассивным
   способом (слон на лапах, идя на водопой)

Способы
размножения растений.

Основные
способы размножения растений:
генеративное
размножение
и вегетативное
размножение
(черенками, отводками, усами).
Генеративное
размножение
применяется для получения новых
растений из семян. При семенном
размножении гибридных сортов овощей
и цветов, а также при семенном размножении
плодовых деревьев и кустарников
свойства материнских растений не
сохраняются.
Размножение
семенами применяется в селекции для
получения новых сортов. Саженцы,
выросшие из семени, используются в
качестве подвоя для культурных сортов
плодовых деревьев.
Необходимо
соблюдать правила и сроки хранения
семян. Семена, хранившиеся более 2 лет
обычно сильно теряют всхожесть, кроме
семян огурцов, свеклы,томатов, гороха,
фасоли. Пониженную всхожесть могут
иметь свежие семена, выращенные в
условиях сырого холодного лета.
Семена
растений с длинным сроком вегетации
выращивают рассадным способом.
Для
лучшей всхожести иногда бывает
необходима предварительная обработка
истратификация семян.
Вегетативное
размножение подразумевает
размножение частью растения.

Естественное
размножение

• Корневищем(ландыш)

• Клубнями(картофель)

• Луковицами(Тюльпан,
  чеснок)

• Усами(земляника)

• Корневыми
  отпрысками(Вишня)

Искусственное
размножение:

Делением

• Куст(сирень)

• Клубней(картофель)

• Корневища
  (ирис)

• Корней(хрен)

• Корневых
  шишек(георгин)

Черенкованием

• Стеблевое
  черенкование (смородина)

• Листовое
  черенкование(бегония)

• Корневое
  черенкование(малина, слива)

Прививкой

• Окулировка(роза)

• Копулировка(яблоня,
  груша)

• Облакатировка(виноград)

Культурой
изолированных тканей (морковь,
декоративные культуры)

Вегетативное
размножение растений и его применение

Вегетативное
размножение –
это отделение частей тела от материнского
растения и развитие из него самостоятельных
(дочерних) организмов. В нем участвует
лишь один родитель, тогда как в половом
размножении всегда участвуют два
родительских организма: женский и
мужской .

Естественное
размножение

• Корневищем(ландыш)

• Клубнями(картофель)

• Луковицами(Тюльпан,
  чеснок)

• Усами(земляника)

• Корневыми
  отпрысками(Вишня)

Происходит
спонтанно в природе при невозможности
или затрудненности семенного
размножения.

Основан
на отделении от материнского растения
жизнеспособных частей вегетативных
органов, способных в результате
регенерации восстанавливать целое
растение из его части

Искусственное
размножение:

Делением

• Куст(сирень)

• Клубней(картофель)

• Корневища
  (ирис)

• Корней(хрен)

• Корневых
  шишек(георгин)

Основан
на отделении от материнской особи
жизнеспособных частей- вегетативных
органов, способных к регенерации. На
каждой части вегетативных органов
должны быть расположены выводковые
почки, за счет которых идет возобновление
целого растения.

Черенкованием

• Стеблевое
  черенкование (смородина)

• Листовое
  черенкование(бегония)

• Корневое
  черенкование(малина, слива)

-Срезанные
стеблевые черенки высаживают в грунт
или ставят в воду для образования
придаточных корней. Для ускорения
корнеобразования применяют стимуляторы
роста.

-Целый
лист или часть листа с крупными жилками,
содержащий камбий, ставят в воду или
кладут на влажный грунт(песок, торф)

-Участки
боковых корней с придаточными почками
отделяют от материнского растения.

Прививкой

• Окулировка(роза)

• Копулировка(яблоня,
  груша)

• Облактировка(виноград)

Сращивание
почки или черенка одного растения(привой)
со стеблем другого(подвой).

Пересадка
глазка(пазушная почка с кусочком
древисины) в Т – образный надрез на
коре стебля подвоя.

Сближение
черенка привоп со стеблем подвоя
несколькими способами: вприклад, в
расщеп, за кору.

Сближение
и сращевание привоя и подвоя с помощью
язычков- косых надрезов на коре.

Культурой
изолированных тканей (морковь,
декоративные культуры)

Основан
на выращивании в стерильных условиях
на питательных средах кусочков
образовательной ткани, способных к
быстрому делению и развитию в структуры,
напоминающие растения.

Строение
семян, их прорастание. Проростки.

Строение:

Семена без эндосперма:	Семена с эндоспермом
Семенная кожура, рубчик, Семя вход	Хохолок из волосков, Покровы зерновки, Зародыш щиток

Прорастание
семян.
Семена однодольных и двудольных
растений, получив через семявход воду,
набухают и прорастают. При этом через
разрывы кожуры из семени выходит
сначала зародышевый корень. Он быстро
растет вниз, опережая рост других
органов зародыша, и закрепляет молодое
растеньице в почве. У семян однодольных
растений наряду с главным корнем
быстро появляются еще два-три других
корня от зародышевого стебля. Затем
начинает расти вверх зародышевый
побег: его стеблевая часть удлиняется
и выносит вверх семядоли и верхушечную
почку; из него затем развивается
надземный
побег с
настоящими зелеными листьями. При
прорастании семени появляется молодое
растеньице — проросток (рис. 28). От
воды набухают все семена — и живые, и
неживые, потерявшие всхожесть.
Проросток вырастает только из семян
с живым зародышем.

Проростки

Попав
в благоприятные условия, семя прорастает.
При этом из семени вначале появляется
корень, затем маленький побег. Такое
молодое растеньице, питающееся и
развивающееся только за счет запасных
питательных веществ семени, называют
проростком. Спустя некоторое время у
него развиваются облиственные побеги,
а позже — цветки, плоды и семена. Иначе
говоря, из семени вырастает новое
растение, очень похожее на материнское.

Проросток
любого семенного растения состоит из
главного
корня и
главного
побега. Их
называют главными потому, что они
развились из зародышевого корешка и
зародышевого побега.

Позднее
главный корень ветвится, образуя
совокупность корней растения —
корневую
систему
(система — целое, состоящее из
взаимосвязанных частей).

Жизненные
формы растений.

Жи́зненная
фо́рма расте́ний — внешний облик
растений, отражающий их приспособленность
к условиям среды.

Древесные
растения:

• Деревья(растения
  этой формы характеризируются наличием
  мощного, одревесневшего ствола. Это
  многолетние представители флоры),

• Кустарники(
  группа растений, которая характеризируется
  наличием одновременно нескольких
  стволов, прорастающих из спящих
  почек),

• Кустарнички(растения,
  который очень похожи на кустарники,
  но имеют некоторые весомые отличия,
  включая меньшие размеры и длительность
  жизни).

Полудревесные
растения

• Полукустарники(растения
  довольно схожи с кустарниками и
  кустарничками, но имеет собственные
  отличительные черты. Например, их
  скелетные оси живут не более 5 – 8 лет,
  а после отмирания не образовывают
  спящих почек),

• Кустарнички.

Наземные
травы

• Поликарпические
  травы(это травянистые многолетние
  растения, цветение которых можно
  наблюдать каждый год, иногда даже
  несколько раз в год),

• Монокарпические
  травы(эти растения могут жить от
  одного до нескольких лет. Отличительная
  черта — это цветение, происходящее
  лишь один раз за период развития
  растения, после чего организм отмирает).

Водные
травы

• Земноводные
  плавающие травы(вегетативное тело
  такого растения, как правило, находится
  на поверхности воды, на границе земли
  и воды.),

• Подводные
  травы(жизненные формы растений,
  имеющие исключительно водную среду
  обитания).

Культурные
растения (сельскохозяйственные,
декоративные, комнатные)

Декоративные
растения

Среди
видов дикой флоры много ярко цветущих
растений. На лугах в летнюю пору
красивы: лабазники, нивяник, гвоздика,
купальница европейская, герань луговая.
В лесах – бубенчик, колокольчики,
саранка, иван-чай узколистный. В степях-
василек сибирский, прострел раскрытый,
адонис весенний, шалфей. В чистых
озерах – белоснежная кувшинка и желтая
кубышка.(Сон трава)

Сельскохозяйственные
растения

Основа
питания человека –культурные растения.
Современные культурные растения без
человека жить не могут. Человек также
без них не может прокормиться. Между
человеком и культурными растениями
сложились отношения взаимовыгодного
сотрудничества.

• Зерновые
  культуры: Пшеница(твердая, мягкая),
  рожь, овес, ячмень

• Однолетние
  кормовые культуры: Кукуруза, Суданская
  трава, Рапс

• Крупяные
  культуры: Гречиха, просо

• Ягодные
  культуры: Малина, Смородина(красная,
  черная), Крыжовник

• Зеленые
  культуры: Петрушка, Укроп, Салат,
  сельдерей

• Разные
  сорта помидоров и огурцов, Разные
  сорта капусты.

Комнатные
растения:

комнатные
растения — растения, введённые в
культуру в качестве декоративных,
пригодных для выращивания в жилище и
озеленения интерьеро.

Комнатные
растения по своим декоративным
свойствам обычно делятся на три
обширные группы. Растения из первых
двух — декоративнолистные комнатные
растения и декоративноцветущие
комнатные растения — не теряют
декоративности в течение всего года.
Третья группа — декоративноцветущие
горшечные растения — сезонная,
представлена растениями, привлекательными
только в период цветения.(Фиалка,
Кактус, Алоэ)

Половое размножение

Половое размножение происходит с образованием половых клеток — гамет — и последующим оплодотворением. Пыльцевое зерно у цветковых растений представляет собой сильно редуцированный мужской гаметофит, содержащий две клетки: вегетативную и генеративную. Генеративная клетка после созревания пыльцевого зерна делится на две мужские половые клетки — спермия. Особенностью спермиев цветковых и голосеменных растений является их неспособность к активному передвижению.

Женские половые клетки растений — яйцеклетки — формируются внутри семязачатков. Семязачаток — это многоклеточное образование семенных растений, из которого затем сформируется семя. Он покрыт плотными покровами — интегументом — со специальным отверстием — пыльцевходом, или микропиле. В семязачатке формируется редуцированный женский гаметофит — зародышевый мешок, образованный шестью гаплоидными (яйцеклеткой, синергидами и антиподами) и одной диплоидной (центральной) клетками. Прямо у пыльцевхода обычно лежат яйцеклетка и сопровождающие ее две синергиды. Функция синергид состоит в том, чтобы выделять химические вещества, на которые ориентируется прорастающая пыльцевая трубка. На противоположном полюсе зародышевого мешка располагаются три антипода, тогда как центральная клетка находится посередине клетки.

Опыление

Оплодотворению у цветковых растений предшествует опыление — процесс переноса пыльцы с пыльников на рыльце пестика. При всем разнообразии видов опыления можно выделить два основных его типа: самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца попадает с тычинки на рыльце пестика в пределах одного цветка (фиалка, ячмень, арахис, овес, просо и др.). Самоопыление может происходить как в открытых цветках, так и в закрытых. Оно имеет важное биологическое значение, поскольку в таком случае оплодотворение гарантировано, и, к тому же, формируются генетически однородные популяции растений, которые могут успешно расселяться. Самоопыление широко используется в селекции культурных растений. Однако самоопыление часто ограничивает приспособляемость растений к условиям окружающей среды и поэтому не способствует процветанию вида. В связи с этим у многих растений существуют препятствия для самоопыления, которые заключаются в разновременности созревания тычинок и пестиков, их различной длине и наличии механизмов самонесовместимости, когда собственная пыльца не прорастает на рыльце пестика. Однако самым надежным механизмом ограничения самоопыления является двудомность.

При перекрестном опылении новый организм обогащается наследственной информацией отцовского организма, что, безусловно, благоприятно сказывается на его приспособляемости к условиям окружающей среды. Перекрестное опыление может осуществляться как с помощью факторов неживой природы, так и живыми организмами.

Перенос пыльцы происходит при помощи ветра (анемогамия, анемофилия) и воды (гидрогамия, гидрофилия). Ветроопыляемых растений среди покрытосеменных немало. Ветром опыляются почти все злаки, осоковые, сережкоцветные и др. У ветроопыляемых растений цветки небольшие, с невзрачным околоцветником или голые, пыльники и рыльца пестика часто свешиваются из цветка, образуют большое количество легкой и сухой пыльцы, которая переносится на расстояние до 5 км. Так, в одной сережке орешника может быть около 4 млн пылинок, а в соцветии кукурузы — еще больше. Многие ветроопыляемые растения цветут вообще до появления листьев, как, например, береза и орешник. Гидрофилия в основном присуща растениям, целиком погруженным в воду (роголистник, стрелолист и др.). Их цветки имеют длинные нитевидные пыльники, а их пыльца лишена оболочки, защищающей от высыхания.

Опыление при помощи животных в основном производится муравьями (мирмекофилия, мирмекогамия), другими насекомыми (энтомофилия, энтомогамия), птицами (орнитофилия, орнитогамия) и т. д. Однако в основном пыльцу переносят все же насекомые (до 70 % покрытосеменных растений). Отличительным признаком цветков, опыляемых насекомыми и птицами, являются ярко окрашенные околоцветники, благодаря которым они еще издали заметны для опылителей, но и зачастую выделяют нектар, привлекающий их. У многих растений этой группы цветки собраны в соцветия. Приспособление к опылению насекомыми зашло у многих растений настолько далеко, что они не способны даже плодоносить без опыления. Например, в Австралии, куда завезли клевер, не было таких насекомых, которые могли бы опылять его, и только завоз шмелей из Европы способствовал выращиванию этой культуры. Пчелы превращают собранный нектар в запасное вещество — мед, который используется в качестве лечебного средства. Чтобы собрать 1 г меда, пчела должна посетить свыше 7 млн цветков. Важными медоносными растениями в Украине являются белая акация, липа, гречиха. Опыление птицами свойственно растениям тропиков. Это большей частью ярко окрашенные орхидеи, канны, фуксии и др., образующие много нектара. К ним за нектаром прилетают колибри, нектарницы, медососы и другие птицы, которые не садятся на цветок, а парят возле него, высасывая нектар. При этом пыльца приклеивается к их головкам.

Кроме естественных способов опыления существует также и искусственное опыление, которое применяется человеком для выведения новых сортов культурных растений и повышения урожайности перекрестноопыляемых растений. Например, ранее в посевах подсолнечника ходили люди в специальных рукавицах, которыми слегка хлопали по раскрывшимся корзинкам. Особую роль искусственное опыление играет при неблагоприятных погодных условиях (пониженные температуры, высокая влажность), когда естественное опыление насекомыми или ветром затруднено.

Двойное оплодотворение

Оплодотворение у покрытосеменных отличается от всех остальных растений, так как оно является двойным. Этот процесс был открыт в 1898 году русским ученым С. Г. Навашиным, работавшим в Киевском императорском университете Св. Владимира.

После попадания на рыльце пестика пыльца прорастает благодаря образованию вегетативной клеткой пылинки пыльцевой трубки. Она проникает через рыльце пестика до пыльцевхода в семязачатке. По пыльцевой трубке двигаются два спермия. Когда пыльцевая трубка достигает семязачатка, она лопается, и спермии оказываются вблизи яйцеклетки и центральной клетки, после чего сливаются с ними. В результате двойного оплодотворения из яйцеклетки и первого спермия образуется зигота, а из центральной клетки и второго спермия — триплоидная клетка. Двойноеоплодотворение играет важную роль у цветковых, поскольку обеспечивает высокую приспособляемость к условиям окружающей среды.

В конечном итоге из семязачатка формируется семя: интегументы дают начало семенной кожуре, зигота — в результате многократных делений — зародышу, а триплоидная клетка — вторичному эндосперму. Последний является запасом питательных веществ для последующего развития зародыша. Запасные вещества могут оставаться в семенах в эндосперме, но могут также переходить в сам зародыш и откладываться в его листочках — семядолях. В некоторых случаях питательные вещества полностью расходуются в процессе образования семени и поэтому семя лишено их, как, например, у многих орхидей. В таких случаях для прорастания семени необходимо наличие гиф симбиотического гриба.

Превращение семязачатка в семя происходит на материнском растении за счет его питательных веществ. Созревшие семена, содержащие в себе зародыши и запасы питательных веществ для их развития, могут долгое время находиться в состоянии покоя, то есть не прорастать в течение ряда лет. Рекорд хранения семян принадлежит семенам лотоса, пролежавшим на дне болота более 10 тыс. лет, а также еще более древним семенам люпина, найденным в Канаде. Это дает им существенное преимущество перед спорами, которые должны прорастать сразу после высыпания, и гибнут, если условия для их развития неблагоприятны. Покой семян может быть глубоким или неглубоким.

Однако есть некоторые растения, у которых семена прорастают прямо на материнском растении, что зачастую имеет приспособительное значение. Это происходит, например, у растения мангровых зарослей — ризофоры, вследствие чего опадающий плод втыкается корнем в ил под деревом и закрепляется, не будучи подхваченным приливом. Но у культурных растений такое прорастание считается существенным недостатком, так как портит урожай. Ранее такое случалось с рожью в дождливые и теплые годы, что грозило голодом. В наше время это бывает у некоторых сортов кукурузы.

Распространение семян и плодов

Распространение семян и плодов способствует расселению растений, а расселение растений — сохранению и процветанию видов. Плоды и семена могут распространяться самостоятельно или с помощью ветра, воды, птиц и других животных, человека.

Способность растений самостоятельно распространять плоды и семена называется автохорией. К автохорным относятся те растения, плоды которых, вскрываясь, разбрасывают семена на значительное расстояние (желтая акация, недотрога, люпин, герань, фиалка, бешеный огурец).

Распространение плодов и семян ветром называется анемохорией. Это наиболее распространенный способ расселения растений. У анемохорных растений плоды и семена имеют специальные приспособления для распространения: хохолки, волоски, парашютики и др.. Кроме того, сами семена и плоды этих растений очень легкие (береза, ива, тополь, вяз, клен и др.).

Гидрохория — это распространение семян и плодов при помощи воды. Она свойственна в основном водно-болотным растениям, в том числе камышам, осокам, кувшинкам, роголистникам и др.

Довольно часто в природе встречаются орнитохория (распространение плодов и семян птицами) и зоохория (распространение плодов и семян другими животными). Она в основном характерна для растений с сочными плодами, например, омелы белой, рябины, вишни. Нередко таким способом распространяются и растения, плоды которых имеют крючки, прицепки, липкие вещества, как у череды, лопуха, дурнишника.

В ХХ веке значительное влияние на расселение растений стал оказывать человек. Такой способ расселения растений называется антропохорией. Плоды и семена многих растений преодолевают значительные расстояния вместе с транспортом, товарами и продуктами, перевозимыми человеком, часто с одного континента на другой. Если на новом месте условия благоприятны для развития растений, то они могут становиться злостными сорняками, такими как галинсога, портулак и др. Но есть среди них и такие, которые не являются сорняками, а наоборот, приносят ощутимую пользу (аир).

Низшие растения

Низшие растения являются наиболее древней группой растений на Земле, объединяющей как одно-, так и многоклеточные водоросли. Слово «водоросль» подразумевает, что растение растет в воде, однако не всякое водное растение является водорослью. Например, хорошо известные кувшинки, роголистник и другие — это высшие растения, освоившие водную среду. Водоросли обитают не только в воде, но и в почве, на коре деревьев, во льдах и т. д., а также входят в состав лишайников. Водоросли водной среды обитания по способу жизни делятся на планктонные и бентосные. Если к планктону относят живые существа, обитающие в толще воды, то бентос представляет собой совокупность живых организмов, живущих на дне водоемов или на значительной глубине.

Слоевище водорослей крайне разнообразно по строению, форме, величине, окраске и т. д. Именно окраска слоевища зачастую отражается в названиях различных таксонов (групп) водорослей: зеленые, бурые, красные и т. д. Окраска водорослей обусловлена пигментами (красящими веществами). Все водоросли содержат хлорофилл, но у многих он маскируется другими пигментами, например, каротиноидами или фикобилинами, которые и придают телу водоросли специфическую окраску. Хлорофилл находится у водорослей в хлоропластах, которые отличаются как по форме, так и количеством. Клеточная оболочка у них целлюлозная, но у некоторых представителей покрывается слизью или минерализуется, то есть в ней откладываются минеральные соли. По строению таллом бывает одноклеточным, колониальным или многоклеточным. Многоклеточные талломы бывают нитчатыми, кустистыми и пластинчатыми.

Размножаются водоросли бесполым, вегетативным и половым способами. При бесполом размножении путем спорообразования содержимое одной клетки многократно делится и образуется значительное количество одноклеточных подвижных спор, которые называются зооспорами. Каждая из них дает начало новой особи. У некоторых неподвижных водорослей бесполое размножение осуществляется не зооспорами, а неподвижными спорами, лишенными жгутиков. Споры образуются в клетках, не отличающихся по форме от других клеток, или в особых клетках-спорангиях, которые могут иметь иную форму и величину, чем вегетативные.

При вегетативном размножении новые особи возникают из обрывков нитей и кусков слоевищ многоклеточных водорослей, а также при распаде колоний и делении одноклеточных представителей надвое. Иногда для такого размножения существуют специальные образования.

Половое размножение в классическом виде заключается в слиянии двух половых клеток, в результате чего образуется зигота, прорастающая затем в новую особь, однако у водорослей могут сливаться как половые, так и вегетативные клетки или даже одноклеточные особи целиком. Для некоторых водорослей характерен особый половой процесс — конъюгация.

Следует отметить, что у одних водорослей споры и гаметы образуются на одном растении, тогда как у других органы бесполого и полового размножения развиваются у особей разных поколений.

Водоросли не являются систематической группой, так как эти организмы имеют различное строение и происхождение, тем не менее, по традиции, к ним относят до 13 отделов водных растений, наиболее изученными из которых являются красные, бурые, зеленые и диатомовые водоросли.

Отдел Красные водоросли, или Багрянки

Отдел Красные водоросли включает около 5 000 видов в основном морских многоклеточных водорослей, хотя в настоящее время известны уже пресноводные и почвенные виды. Окраску их таллому от голубовато-стального до малиново-красного и даже черного придают хлорофилл и дополнительные пигменты — фикобилины. Красные водоросли — наиболее глубоководные, так как они были обнаружены на глубине 268 м в районе Багамских островов, где освещенность составляет около 0,0005 % ее значения у поверхности моря. Основное запасное вещество красных водорослей — багрянковый крахмал. Размножаются багрянки бесполым, вегетативным и половым способами, при этом даже споры и половые клетки лишены жгутиков, что коренным образом отличает их от других водорослей.

Основными представителями красных водорослей являются порфира, родимения, калитамнион, немалион, кораллина, анфельция и церамия, обитающие в морях, тогда как в пресных водоемах в нашей стране можно встретить, например, батрахоспермум.

Красные водоросли играют важную роль в морских экосистемах, так как служат кормом для многих животных и дают им приют, обогащают воду кислородом, поглощают углекислый газ. Некоторые красные водоросли используют в пищу, на корм скоту, в качестве удобрения. Также из них получают йод, бром, заменители крови и лекарственные препараты, препятствующие свертыванию крови. Огромное значение имеют родимения и порфира, служащие источниками агарагара, используемого в микробиологической промышленности и биотехнологии для изготовления питательных сред, а также в пищевой, бумажной и текстильной промышленностях. В Японии, Украине и других странах порфиру даже культивируют.

Отдел Бурые водоросли

Отдел Бурые водоросли объединяет около 1 500 видов исключительно многоклеточных морских организмов. Окраска слоевища бурых водорослей варьирует от зеленовато-оливковой до темно- бурой, будучи обусловленной хлорофиллом и каротиноидами. Размеры тела бурых водорослей могут достигать 60 и более метров (макроцистис грушеносная). К субстрату бурые водоросли прикрепляются с помощью специальных выростов — ризоидов, но впоследствии могут отрываться от него и новых ризоидов не образовывать. У них имеются достаточно хорошо сформированные ткани, а органы полового и бесполого размножения, в отличие от всех остальных водорослей, могут быть многоклеточными. Запасное вещество бурых водорослей — растворимый углевод ламинарин, накапливающийся в цитоплазме. Размножаются бурые водоросли вегетативно, бесполым или половым способом. Для них характерно чередование бесполого и полового поколений с преобладанием первого в жизненном цикле.

К данному отделу принадлежат ламинария, фукус пузырчатый , саргассум и макроцистис.

Ламинария, или «морская капуста» — бурая водоросль с талломом, на котором пластинчатые «листья» прикрепляются к простому или разветвленному «стволу». Длина некоторых ламинарий может достигать до 20 м. Она накапливает значительное количество питательных веществ и йода, поэтому во многих странах ее употребляют в пищу и даже разводят искусственно.

Фукус пузырчатый — крупная бурая водоросль до 70 см в длину, заросли которой покрывают сплошным ковром дно в прибрежной зоне северных морей (Белого, Баренцева, Охотского). На концах слоевища заметны своеобразные вздутия, которые помогают ему удерживаться на плаву. Эти вздутия лопаются под ногами, если идти по ним во время отлива.

Саргассум — род многолетних морских водорослей длиной до 1 м, которые, отрываясь от субстрата в Мексиканском заливе, образуют сплошные скопления в Саргассовом море, названном в их честь.

Бурые водоросли играют крайне важную роль в морских экосистемах, так как являются важнейшим поставщиком органического вещества и дают приют настолько многим видам организмов, что великий английский биолог Ч. Дарвин сравнивал подводные леса Южного полушария с наземными лесами тропических областей и считал, что уничтожение леса в какой-либо стране привело бы к гибели значительно меньшего числа видов животных, чем уничтожение водорослей. Бурые водоросли широко используются в пищу, для изготовления лекарственных препаратов, получения йода и т. д.

Отдел Диатомовые водоросли

Отдел Диатомовые водоросли объединяет около 20 тыс. видов одноклеточных и колониальных организмов, имеющих кремнеземный панцирь. Размеры тела диатомовых водорослей крайне незначительны — в среднем около 0,02–0,05 мм. Панцирь имеет две створки: верхнюю и нижнюю. Окраска их обычно грязно-желтая, что обусловлено наличием дополнительных пигментов фотосинтеза — каротиноидов, маскирующих хлорофилл. Основным запасным веществом диатомовых водорослей являются полисахариды хризоламинарин и волютин, реже — масло. Размножение осуществляется бесполым и половым способами. Диатомовые водоросли преобладают в морских и пресноводных экосистемах, обитают в почве.

Характерными представителями диатомовых водорослей являются пиннулярия, навикула, цимбелла, мелозира и др.

Диатомовые водоросли играют важную роль в водных экосистемах, поскольку служат основным кормом для значительного количества водных организмов, в том числе молодняка многих рыб. По питательной ценности они не уступают пищевым растениям. Отмирая, эти водоросли опускаются на дно и служат пищей для бактерий и простейших. Они также имеют исключительное значение в осадконакоплении, образуя диатомовые илы. Так, осадочная порода диатомит состоит на 50–80 % из их панцирей, что способствует ее использованию в качестве абразивного и поглощающего материала, а также фильтра. Панцири диатомовых водорослей также используются в геологии и палеонтологии в качестве «руководящих ископаемых», по которым можно датировать возраст горных пород и останков, найденных в них.

Отдел Зеленые водоросли

К отделу Зеленые водоросли относят 20–25 тыс. видов водорослей с преимущественно зеленой окраской таллома вследствие преобладания хлорофилла. Они представлены одноклеточными, колониальными и многоклеточными формами.

Многоклеточные зеленые водоросли могут иметь нитчатый или пластинчатый таллом. Основным запасным веществом зеленых водорослей является крахмал. Размножение осуществляется бесполым, вегетативным и половым способами. Они заселили все возможные экологические ниши: соленые и пресные водоемы, почву, камни, ледники, гейзеры и пр.

Характерными представителями зеленых водорослей являются хламидомонада, вольвокс, хлорелла, спирогира, улотрикс и ульва. К ним же относят и эвглену зеленую.

Хламидомонада — одноклеточная зеленая водоросль, обитающая во всех пресных водоемах, лужах и других временных водоемах.

Ее клетка имеет грушевидную форму и снабжена двумя жгутиками. Единственный хлоропласт хламидомонады имеет чашевидную форму. В передней части клетки находится красный «глазок», который ориентирует хламидомонаду на свет. Имеются также две сократительные вакуоли, которые удаляют из клетки излишнюю воду. При неблагоприятных условиях хламидомонады теряют жгутики, покрываются слизистыми капсулами и переходят в состояние покоя. Если такую клетку поместить в воду, она возобновит жизнедеятельность. Размножаются хламидомонады бесполым и половым способами. При бесполом размножении в результате двух митотических делений клетки образуются четыре подвижные зооспоры, служащие для расселения. Половое размножение сопровождается формированием в материнских клетках похожих на зооспоры гамет со жгутиками, которые затем сливаются. Из зиготы хламидомонад в результате мейоза образуется сразу четыре гаплоидных дочерних особи. Хламидомонады широко используются в лабораторных исследованиях.

Вольвокс — колониальная зеленая водоросль сферической формы. Ее клетки расположены в один слой, а внутреннее пространство колонии заполнено слизью. Клетки вольвокса соединены между собой цитоплазматическими мостиками и делятся на две группы: вегетативные и генеративные. Вегетативные клетки похожи по строению на клетки хламидомонады, они осуществляют процесс фотосинтеза, но не могут принимать участия в размножении, тогда как генеративные клетки выполняют только эту функцию. Вольвоксы размножаются вегетативным и половым способами. При вегетативном размножении генеративная клетка делится несколько раз с образованием дочерней колонии, которая затем выпадает вовнутрь материнской и освобождается только после ее гибели. При половом размножении в других генеративных клетках формируются гаметы, сливающиеся с образованием зиготы. В зиготе образуется одна зооспора, которая после многократных делений превращается в новую колонию. Обитает вольвокс в пресных водоемах.

Хлорелла — одноклеточная пресноводная водоросль, клетка которой имеет сферическую форму. Хлореллы встречаются в пресных и морских водоемах, на коре деревьев, в почве и других влажных местах обитания. Размножение хлорелл осуществляется бесполым способом. Благодаря высокой эффективности использования солнечного света (до 12 %), накоплению белка и быстрому росту культуры они используются в лабораторных исследованиях и для обеспечения жизнедеятельности экипажей космических станций и подводных лодок.

Спирогира — многоклеточная нитчатая пресноводная водоросль, спирально уложенные хлоропласты которой имеют лентовидную форму. Размножается спирогира вегетативно и половым способом. Вегетативное размножение осуществляется путем разрыва нитей; половой процесс называется конъюгацией. При конъюгации две нити спирогиры подходят друг к другу, их клетки формируют конъюгационные мостики, по которым содержимое клеток одной нити перетекает в другую и сливается с ее клетками с образованием зиготы. Прорастание зиготы сопровождается последовательными делениями, в результате которых развивается новая особь.

Улотрикс — небольшая (до 10 см) многоклеточная нитчатая водоросль, образующая сплошные дерновины на подводных предметах в реках и ручьях. Неразветвленные слоевища улотрикса прикрепляются к субстрату с помощью вытянутой клетки — ризоида. Хлоропласты водоросли имеют подкововидную форму. Улотрикс размножается вегетативно, бесполым или половым способами. При вегетативном размножении нить улотрикса распадается на несколько частей, каждая из которых дает начало новому организму. Бесполое размножение осуществляется с помощью зооспор. При половом размножении в клетках слоевища образуются гаметы, снабженные жгутиками.

Они сливаются с другими гаметами собственного таллома или других нитей и образуют зиготу, которая вскоре оседает на дно и переходит в состояние покоя. Прорастание зиготы сопровождается ее делением с образованием 4–8 зооспор, дающих начало новым особям.

Ульва — многоклеточная пластинчатая морская водоросль, в жизненном цикле которой происходит чередование полового и бесполого поколений. Ульву, или «морской салат», человек активно употребляет в пищу.

Значение зеленых водорослей в природе и жизни человека трудно переоценить, поскольку они обеспечивают приток органического вещества в водных и других экосистемах, образуют значительное количество кислорода, поступающего в атмосферу, принимают участие в круговороте веществ в природе и т. д. Некоторые зеленые водоросли употребляет в пищу человек, их используют на корм скоту, как удобрение, как индикаторы загрязнения окружающей среды и т. д. Вместе с тем они могут вызывать «цветение» воды, приводящее к замору рыбы и других водных животных.

Высшие споровые растения

Выход растений на сушу более 400 млн лет назад был сопряжен с формированием тканей и органов, строение которых постепенно усложнялось в процессе эволюции. Прогрессивному усложнению морфологии и анатомии растений соответствовали изменения и в их онтогенезе: в жизненном цикле наземных растений происходит правильное чередование бесполого и полового размножений и связанное с этим чередование бесполого и полового поколений. Бесполое поколение называется спорофитом, а половое — гаметофитом. На спорофите (2n) развиваются спорангии, в которых в результате мейоза формируются споры (n). Споры являются одноклеточными образованиями с небольшим запасом питательных веществ и довольно прочной защитной оболочкой. Из споры вырастает гаметофит (n). Именно наличие отдельной фазы гаметофита в жизненном цикле является характерным признаком высших споровых растений. На гаметофите развиваются генеративные органы — гаметангии, которые подразделяются на женские — архегонии — и мужские — антеридии. В архегониях образуются одиночные яйцеклетки (n), тогда как в антеридиях — множество подвижных сперматозоидов (n). Оплодотворение у высших споровых растений, как и у низших, требует наличия хотя бы капельно-жидкой влаги. В результате оплодотворения образуется зигота (2n), из которой сначала формируется многоклеточный зародыш, развивающийся впоследствии в новый спорофит. Современные высшие споровые растения представлены отделами Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные и Папоротниковидные.

Следует отметить, что у наиболее высокоорганизованных представителей плаунов и папоротников на спорофитах развиваются два типа спорангиев: мегаспорангии и микроспорангии. В мегаспорангиях формируются мегаспоры, вырастающие затем в женские гаметофиты с архегониями, тогда как в микроспорангиях образуются микроспоры, дающие начало мужским гаметофитам с антеридиями. Дальнейшие события в жизненных циклах таких представителей не отличаются от вышеописанных. Растения, образующие два типа спор, называются разноспоровыми, а все остальные — равноспоровыми. Именно разноспоровые растения, скорее всего папоротники, стали предками семенных растений.

Отдел Моховидные

Современные моховидные представлены примерно 25 тыс. видов споровых растений, в жизненном цикле которых преобладает гаметофит. Размеры мхов незначительны: большинство их не достигает в высоту и 10 см, хотя имеются и 40-сантиметровые виды. Мхи обитают в основном во влажных местах. Большое видовое разнообразие мхов характерно для северных широт, в том числе зоны тундры, однако и в тропических областях встречается немало видов этих организмов. Гаметофит моховидных может иметь листостебельное или слоевищное строение, но, в отличие от низших растений, у них имеются ткани (покровная и основная).

Наибольшее число представителей отдела насчитывают два класса: Печеночники и Листостебельные мхи. Характерными представителями печеночников являются маршанция и риччия, а листостебельных — политрихум и сфагнум.

Характерным представителем листостебельных мхов является политрихум, или кукушкин лен, зачастую образующий сплошной покров на сырой почве в лесах, на лугах и болотах. Гаметофит кукушкина льна достигает в высоту 10–20 см. Надземная часть его стебля усеяна жесткими листочками, а от подземной отходят ризоиды, которые служат для прикрепления к субстрату и поглощения воды. Корней у мхов нет.

Гаметофиты кукушкина льна раздельнополые. На верхушках женских гаметофитов развиваются архегонии с яйцеклетками, а на верхушках мужских — антеридии со сперматозоидами. Оплодотворение у политрихума происходит в дождливую погоду или при сильной росе. Из зиготы прямо на материнском растении вырастает спорофит. Зрелый спорофит кукушкина льна — спорогон — состоит из ножки и коробочки с крышечкой и колпачком. Он паразитирует на гаметофите, поглощая из его тканей воду и растворенные в ней питательные вещества с помощью специального выроста ножки — гаустории. В коробочке спорофита формируются споры, которые после созревания высыпаются и разлетаются на значительное расстояние, осуществляя бесполое размножение. Из спор прорастают протонемы, или предростки, дающие начало новым гаметофитам.

Сфагнум — белый болотный мох, образующий часто сплошной покров в избыточно увлажненных местах. Цвет растений сфагнума обусловлен тем, что часть его клеток специализируется на накоплении воды. За год прирост сфагнума составляет около 3–5 см, и столько же отмирает в его нижней части, однако не разлагается из-за особенностей среды обитания сфагнума. В отличие от кукушкина льна, гаметофиты сфагнума однодомные, а коробочки сфагнума имеют округлую форму. Сфагнум играет первостепенную роль в процессах торфообразования.

Маршанция имеет слоевищный вильчато ветвящийся гаметофит, на нижней стороне которого развиваются ризоиды. Вегетативное размножение маршанции осуществляется с помощью выводковых корзинок, а половое — с помощью специальных выростов на ножках. Маршанции растут во влажных местах, где отсутствует травяной покров.

Риччия, или водяной мох, освоила водоемы, например, на Дальнем Востоке, и достаточно популярна у аквариумистов, поскольку в ней могут укрываться мелкие рыбки.

Значение мхов в природе велико — они защищают почвы от высыхания и эрозии, участвуют в образовании торфа, широко используются в химической промышленности для получения различных органических веществ. Ранее сфагнум применялся как заменитель ваты, так как он гигроскопичен и обладает антисептическими свойствами. С другой стороны, мхи также способствуют быстрому заболачиванию почв из-за образования сплошного покрова, они также вытесняют травы. Из-за накопления в мхах различных несъедобных веществ их слабо поедают животные. Торф образуется на болотах очень медленно — его прирост составляет 1 см за 10 лет, поэтому бесконтрольное изъятие мхов во многих местах привело к нарушению экологического равновесия и потребовало срочных мер по защите реликтовых болот.Отдел Плауновидные

К плауновидным относят древнейшие из споровых растений, в жизненном цикле которых преобладает спорофит. Ныне встречается около 1000 видов плауновидных. Несмотря на то, что ранее среди плаунов встречались и древесные формы, до наших дней сохранились в основном многолетние травянистые растения.

В наших хвойных лесах часто встречается плаун булавовидный с вечнозелеными стелющимися и поднимающимися побегами, густо усаженными мелкими шиловидными листочками. На стебле плауна образуются тонкие придаточные корни. Для представителей этого отдела высших споровых уже характерно наличие проводящих, механических и иных тканей.

Споры у плауна созревают на особых листьях — спорофиллах, собранных в спороносные колоски на верхушках побегов. После высыпания из спор вырастают гаметофиты, ведущие подземный образ жизни и фактически паразитирующие на гифах гриба в течение 6–20 лет, до образования на них архегониев и антеридиев. После оплодотворения, для которого необходима влага, из зиготы вырастает спорофит.

В нашей стране, кроме плауна булавовидного, встречаются и другие представители отдела, например плаун годичный, баранец обыкновенный и полушник озерный. Полушники интересны тем, что являются разноспоровыми растениями и, в отличие от плаунов, освоили водную среду обитания.

В прошлом плауновидные были широко распространены и играли важную роль в наземных экосистемах. Их останки впоследствии образовали залежи каменного угля и нефти, которые широко используются в народном хозяйстве не только как топливо, но и в качестве сырья для химической промышленности. В настоящее время значение плауновидных существенно уменьшилось, так как их не едят животные, а использование ограничивается применением спор в качестве детской присыпки и обсыпки форм для литья в промышленности. Кроме того, их применяют в народной медицине как средство для лечения алкоголизма и для украшения корзинок с крашенками к Пасхе. Бесконтрольный сбор спорофитов и спор этих растений в прошлом привели к тому, что некоторые плауны стали редки и занесены в Красную книгу.

Отдел Хвощевидные

К хвощевидным относят около 30 видов ныне живущих многолетних травянистых растений, хотя ранее они были представлены в основном древесными и кустарниковыми формами. Хвощи преимущественно распространены во влажных местах. Характерным представителем отдела является хвощ полевой. Побеги хвоща расчленены на узлы и междоузлия. В узлах расположены мутовки побегов и крошечные чешуевидные листочки. У хвощей функцию фотосинтеза выполняют только стебли, тогда как листья даже не содержат хлорофилла. Стебель хвоща имеет многочисленные полости, заполненные водой или воздухом. Клетки кожицы стебля пропитаны кремнеземом, что делает его очень жестким и несъедобным для животных. Подземная часть побега хвоща представлена корневищем, в котором накапливаются питательные вещества. На корневище ежегодно образуются надземные побеги и придаточные корни.

Споры хвощевидных образуются в специальных спороносных колосках, расположенных на верхушках побегов. Эти колоски могут развиваться как на обычных, вегетативных побегах, так и на специальных — генеративных, которые появляются весной, раньше вегетативных. После созревания споры хвоща высыпаются, и при благоприятных условиях из них вырастают зеленые пластинчатые гаметофиты. На гаметофите развиваются архегонии и антеридии, в которых созревают соответствующие половые клетки. Оплодотворение у хвощей, как и у других высших споровых растений, зависит от воды. После слияния сперматозоида с яйцеклеткой из зиготы у них сначала развивается зародыш, питающийся за счет гаметофита до тех пор, пока не сформирует собственные корни и надземный побег, а он, в свою очередь, дает начало взрослому спорофиту.

Помимо хвоща полевого, в России встречается еще несколько видов хвощей: хвощ речной, хвощ лесной и другие.

Значение хвощей в настоящее время в природе невелико, так как они несъедобны для животных, однако их предки сыграли немаловажную роль в образовании залежей каменного угля. Хвощи применяют в качестве абразивного средства для чистки посуды и шлифовки различных изделий, в медицине — как мочегонные и кровоостанавливающие средства. Молодые побеги хвощей ранее использовали в пищу. Многие хвощи являются индикаторами кислых почв. Среди них имеются ядовитые виды и злостные сорняки.

Отдел Папоротниковидные

К папоротниковидным относят около 12 000 видов споровых растений, долгоживущий спорофит которых имеет крупные, часто сильно рассеченные черешковые листья — вайи. На нижней стороне вай размещаются отдельные спорангии или их группы — сорусы. Папоротники распространены повсеместно, особенно в тропиках, ряд представителей отдела освоили водную среду (марсилия, сальвиния, азолла).

Спорофит папоротников умеренного климата имеет корневище с придаточными корнями и хорошо развитые листья, тогда как в южных областях планеты встречаются древовидные и лиановидные формы этих растений. Вайи папоротников могут достигать в длину от 2–4 мм до 6 м, среди них встречаются как простые, так и перисто- рассеченные. Особенностью листьев папоротников является длительное нарастание верхушкой, вследствие чего молодой лист свернут улиткой и постепенно раскручивается.

На нижней стороне зрелых листьев могут образовываться многочисленные спорангии, собранные в группы — сорусы, иногда даже прикрытые специальным покрывальцем — индузием. Созревшие споры рассеиваются с помощью ветра, из них вырастают небольшие сердцевидные гаметофиты до 1 см в диаметре. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии, архегонии и ризоиды. В архегониях образуются женские половые клетки — яйцеклетки, а в антеридиях — многожгутиковые сперматозоиды. Для оплодотворения папоротникам, как и остальным высшим споровым растениям, обязательно необходимо наличие капельно- жидкой влаги. Из зиготы вырастает спорофит, который первое время паразитирует на гаметофите.

Большинство папоротников — равноспоровые растения, однако часть представителей отдела, освоивших водную среду, относятся к разноспоровым, как марсилия, сальвиния и азолла.

В России произрастает около 100 видов папоротников, в том числе щитовник мужской, кочедыжник женский, орляк, страусник обыкновенный и др.

Папоротники сыграли значительную роль в образовании залежей каменного угля, а в настоящее время широко используются в пищу как лекарственные растения (глистогонное, противовоспалительное средства), а также культивируются на рисовых полях для обогащения их азотом. Представители отдела популярны в качестве декоративных растений: адиантум венерин волос, платицериум («олений рог»), нефролепис и др. Некоторые папоротники (марсилии) культивируются в качестве аквариумных растений.

Семенные растения

Общая характеристика

Семенные растения являются господствующей в настоящее время группой растений. Их широкое распространение в значительной степени обусловлено возникновением семени, а также независимостью полового процесса даже от капельно-жидкой влаги.

В жизненном цикле семенных растений преобладает спорофит, тогда как гаметофиты настолько редуцированы, что развиваются из спор непосредственно на спорофите. Все семенные относятся к разноспоровым растениям, так как на их спорофитах развиваются мега- и микроспорангии с мега- и микроспорами соответственно. Мегаспорангий семенных видоизменен в семязачаток с мегаспорами, одна из которых развивается в женский гаметофит. На последнем впоследствии формируются яйцеклетки.

Микроспоры прорастают в редуцированные мужские гаметофиты, не покидая при этом оболочки споры. Мужской гаметофит семенных состоит обыкновенно из двух клеток — вегетативной и генеративной и называется пыльцевым зерном, или пылинкой.

Оплодотворению у семенных предшествует опыление — перенос пыльцевого зерна с помощью ветра или иных факторов к женскому гаметофиту. Здесь вегетативная клетка мужского гаметофита прорастает в пыльцевую трубку, по которой движутся образовавшиеся из генеративной клетки спермии вплоть до слияния с яйцеклеткой. Именно появление пыльцевой трубки позволило семенным растениям преодолеть зависимость от воды в процессе оплодотворения.

В результате оплодотворения из семязачатка формируется семя — многоклеточное образование, содержащее зародыш — маленький спорофит, запас питательных веществ и достаточно прочные покровы, что обеспечивает ему возможность сохраняться длительное время до наступления благоприятных условий. К тому же семя зачастую снабжено специальным приспособлением для распространения (прицепками, крючками и др.).

В целом семенные характеризуются более совершенным строением тканей и органов.

К семенным растениям в настоящее время относят два отдела высших растений: Голосеменные и Покрытосеменные, или Цветковые.

Отдел Голосеменные

К голосеменным относят около 800 видов семенных растений, не формирующих цветков и плодов. Их семязачатки лежат открыто (голо) на чешуйках женских шишек (отсюда название отдела). Почти все голосеменные — древесные, исключительно наземные растения, многие из которых образуют леса в различных частях света. Для них характерно более совершенное строение тканей и органов по сравнению с высшими споровыми растениями, в частности, у них появляется главный корень, который развивается из зародышевого корешка, а рост стебля и корня в толщину обеспечивается делением клеток камбия, который год за годом откладывает все новые годичные кольца древесины. Стебли и корни также могут покрываться пробкой и коркой, что не присуще высшим споровым.

Характерным представителем голосеменных является сосна обыкновенная. Как правило, это стройное дерево высотой до 30–40 м. На удлиненных побегах сосны расположены укороченные, несущие пучки из двух листьев-хвоинок. Хвоинки опадают через 2–3 года, поэтому сосна относится к вечнозеленым растениям. Ткани сосны, в частности мякоть листа, первичная кора, луб и древесина пронизаны смоляными ходами с живицей, выполняющей защитную функцию. Хвоинки также выделяют летучие бактерицидные вещества — фитонциды.

Как и все голосеменные, сосна — разноспоровое растение. На нижней стороне чешуек мужских шишек, лежащих в основании развивающихся побегов, весной образуются микроспорангии — пыльцевые мешки — с микроспорами — пылинками. Не покидая оболочки пыльцевого зерна, из микроспор вырастают сильно редуцированные мужские гаметофиты, состоящие из двух клеток — вегетативной и генеративной. Пылинка зачастую имеет два воздушных мешка для облегчения его переноса ветром.

На чешуйках ярко окрашенных женских шишек, находящихся на концах развивающихся побегов, развивается по два видоизмененных мегаспорангия — семязачатка. Семязачатки покрыты интегументом и содержат материнскую ткань — нуцеллус. В процессе спорообразования в семязачатке остается по одной мегаспоре, которая прорастает в многоклеточный женский гаметофит (n). На гаметофите образуется два архегония, в каждом из которых формируется по яйцеклетке.

К моменту созревания пыльцы семязачатки выделяют небольшую каплю клейкой жидкости, к которой прилипают пылинки. Затем семязачаток поглощает жидкость и втягивает пылинки внутрь шишки. Когда пылинка попадает на женскую шишку, она образует пыльцевую трубку, по которой начинают двигаться две мужские половые клетки — спермия, образовавшиеся в результате деления генеративной клетки. Рост трубки вскоре приостанавливается, а сама шишка зеленеет, деревенеет и разрастается. Через год после опыления в семязачатках созревают яйцеклетки, а пыльцевая трубка дорастает до них. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а оставшиеся спермий и яйцеклетка погибают. Из зиготы формируется зародыш (2n) с несколькими семядолями, а из клеток женского гаметофита — первичный эндосперм (n), тогда как интегумент превращается в семенную кожуру (2n) с крыловидным выростом. Приблизительно через полтора года после опыления женская шишка полностью одревесневает и в хорошую погоду открывается, в результате чего семена разлетаются.

К голосеменным относят семь классов, основным из которых является класс Хвойные. Представителями других классов голосеменных являются вельвичия удивительная, гинкго двулопастный и саговники.

Класс Хвойные включает около 700 видов голосеменных, имеющих игловидные, чешуевидные или иной формы листья, которые чаще всего называют хвоинками. Они имеют толстый слой кутикулы и углубленные устьица для защиты от испарения. Большинство хвойных — вечнозеленые растения, но встречаются и листопадные, как лиственница. Ежегодно у них образуется одно кольцо ветвей, по количеству которых можно определить возраст растения. Многие хвойные выделяют живицу. К классу Хвойные относятся роды: сосна, ель, пихта, лиственница, секвойя, секвойядендрон, кедр, можжевельник, туя, кипарис и др.

Сосны — стройные высокие деревья с прочной древесиной. Их хвоинки собраны в пучки по 2, 3 или 5 и крепятся на укороченных побегах. Семена сосен зачастую снабжены крылатками, у некоторых образуют «орешки», используемые в пищу. Наиболее часто в России встречаются сосна обыкновенная и сосна сибирская.

Ели — высокие деревья с пирамидальной кроной. Хвоинки ели намного короче, чем у сосны. Они жесткие на ощупь и сидят по одной не на укороченных побегах, а прямо на удлиненных. Хвоинки могут жить более 10 лет, после чего опадают. Ветви елей сохраняются всю жизнь, поэтому еловые леса относят к темным. Шишки елей поникающие, опыление, оплодотворение и созревание семян у них происходят в течение одного года. Корневая система елей поверхностная, поэтому сильный ветер может вывернуть растение вместе с корнем. Наиболее распространенными в России считаются ель обыкновенная и ель сибирская.

Пихты — высокие деревья с более мягкой хвоей, чем у елей, и с распадающимися при созревании шишками. Они также образуют темные хвойные леса. Наиболее распространены пихта обыкновенная и пихта одноцветная.

Кедр — род вечнозеленых растений, хвоинки которых собраны в пучки по 30–40, а шишки созревают и рассыпаются на второй-третий год. Известно четыре вида кедров, растущих в том числе на Кавказе.

Лиственницы — высокие деревья с ежегодно опадающей хвоей, собранной по 10–12 штук на укороченных побегах. Их шишки созревают и раскрываются чаще в тот же год, когда произошло опыление, но остаются на ветвях еще в течение нескольких лет. Древесина лиственниц чрезвычайно прочна и не боится влаги, что позволяет широко использовать ее в строительстве, в том числе для изготовления свай. В России произрастают лиственницы сибирская и даурская.

Можжевельник — род невысоких растений, среди которых имеются как невысокие деревья, так и кустарники, в том числе и стелющиеся. Их хвоинки имеют игловидную или чешуевидную формы, а чешуйки шишек срастаются, образуя шишкоягоды. К ним относятся можжевельник обыкновенный, можжевельник казацкий и др.

К роду туя относятся древесные или кустарниковые виды голосеменных с чешуевидными, прижатыми к ветвям, листьями. Их мелкие шишки созревают и раскрываются в тот же год, когда произошло опыление. Представителями рода являются туя западная, туя гигантская и др.

Довольно редкие в наше время тиссы чаще всего принимают форму вечнозеленого приземистого кустарника с двурядно расположенными ланцетными или линейными листьями. Их семена окружены сочным ярко-красным придатком и весьма привлекательны на вид, однако все органы этого растения, в том числе и семена, ядовиты, поэтому следует избегать контакта с ними. В России встречаются в основном тиссы ягодный и остроконечный.

К хвойным относят и такие виды, как секвойи и секвойядендроны, достигающие в высоту нескольких десятков метров и в толщину — более 10 м, живущие несколько тысяч лет.

Интересны также «живое ископаемое» — гинкго двулопастный, или «серебряный абрикос» из Китая и Японии, дающий семена с серебристо- оранжевым придатком и имеющий вееровидные лопастные листья, и вельвичия удивительная из пустыни Намиб, два листа которой функционируют в течение всей ее жизни (до 900 лет). В последнее время большой популярностью в качестве декоративного комнатного растения пользуется и представитель саговников — саговник поникающий (цикас), напоминающий пальму с толстым неветвящимся стволом.

Значение голосеменных в природе и жизни человека трудно переоценить, поскольку они образуют обширнейшие леса на севере нашей страны, в Северной Америке и на островах Тихого океана, и обеспечивают приток органического вещества и обогащение атмосферы кислородом. Древесина голосеменных широко используется в строительстве, для изготовления бумаги; смола и канифоль, полученные из них, широко применяются в химической и лакокрасочной промышленностях; из листьев хвойных получают витамин С, а декоративные формы используют в зеленом строительстве. Семена некоторых хвойных (сосна сибирская, пиния) съедобны.

Отдел Покрытосеменные, или Цветковые растения

К покрытосеменным относят примерно 250 тыс. видов наиболее совершенных по своей организации современных растений, отличительной особенностью которых является наличие цветка. Цветок защищает от воздействия неблагоприятных факторов семязачаток, находящийся в завязи пестика и тычинки, а также способствует процессу оплодотворения, привлекая опылителей и обеспечивая перенос пыльцы не на семязачаток, а на рыльце пестика. Для них характерно двойное оплодотворение. Повреждению или преждевременному прорастанию семени цветковых препятствует околоплодник, вследствие чего оно может длительное время сохранять жизнеспособность. Более высокая степень организации тканей, особенно проводящих, и органов покрытосеменных растений сочетается с дальнейшей редукцией гаметофита. Например, женский гаметофит представлен зародышевым мешком, изначально имеющим всего 8 клеток, тогда как у голосеменных он многоклеточный.

Цветковых называют «победителями в борьбе за существование», поскольку они заселили все континенты и все доступные среды обитания, вернувшись даже в воду. Среди них есть древесные, кустарниковые и травянистые формы. Особенности строения вегетативных и генеративных органов покрытосеменных легли в основу классификации.

Оплодотворение — это процесс слияния мужских и женских половых клеток с образованием зиготы.

В процессе оплодотворения сначала происходит узнавание и физический контакт мужских и женских гамет, затем слияние их цитоплазмы, и только на последнем этапе объединение наследственного материала. Оплодотворение позволяет восстановить диплоидный набор хромосом, редуцированный в процессе формирования половых клеток.

Чаще всего в природе встречается оплодотворение мужскими половыми клетками другого организма, однако в целом ряде случаев возможно также и проникновение собственных сперматозоидов — самооплодотворение. С эволюционной точки зрения самооплодотворение является менее выгодным, так как при этом вероятность возникновения новых комбинаций генов минимальна. Поэтому даже у большинства гермафродитных организмов происходит перекрестное оплодотворение. Данный процесс присущ как растениям, так и животным, однако в его протекании у вышеупомянутых организмов имеется целый ряд отличий.

Так, у цветковых растений оплодотворению предшествует опыление — перенос пыльцы, содержащей мужские половые клетки — спермии — на рыльце пестика. Там она прорастает, образуя пыльцевую трубку с передвигающимися по ней двумя спермиями. Достигнув зародышевого мешка, один спермий сливается с яйцеклеткой с образованием зиготы, а другой — с центральной клеткой (2n), давая начало впоследствии запасающей ткани вторичного эндосперма. Такой способ оплодотворения получил название двойного оплодотворения.

У животных, в частности позвоночных, оплодотворению предшествует сближение гамет, или осеменение. Успеху осеменения способствует синхронизация выведения мужских и женских половых клеток, а также выделение яйцеклетками специфических химических веществ с целью облегчения ориентации сперматозоидов в пространстве.

При разведении культурных растений и домашних животных усилия человека в основном направлены на сохранение и умножение хозяйственно ценных признаков, тогда как устойчивость этих организмов к условиям окружающей среды и жизнеспособность в целом снижаются. Кроме того, соя и многие другие культурные растения являются самоопыляемыми, поэтому для получения новых сортов необходимо вмешательство человека. Могут возникать также и затруднения в самом процессе оплодотворения, поскольку некоторые растения и животные могут иметь гены стерильности.

У растений для целей селекции производится искусственное опыление, для которого из цветков удаляют тычинки, а затем наносят на рыльца пестиков пыльцу из других цветков и накрывают опыленные цветки колпачками-изоляторами во избежание опыления пыльцой других растений. В некоторых случаях искусственное опыление производят для повышения урожайности, поскольку из завязей неопыленных цветков семена и плоды не развиваются. Такой прием практиковали ранее в посевах подсолнечника.

При отдаленной гибридизации, особенно если растения различаются по числу хромосом, естественное оплодотворение становится либо вовсе невозможным, либо уже при первом делении клетки происходит нарушение расхождения хромосом и организм гибнет. В таком случае оплодотворение производят в искусственных условиях, а в начале деления клетку обрабатывают колхицином — веществом, разрушающим веретено деления, при этом хромосомы рассыпаются по клетке, а затем формируется новое ядро уже с удвоенным числом хромосом, и при последующих делениях таких проблем не возникает. Таким образом были созданы редечно-капустный гибрид Г. Д. Карпеченко и тритикале — высокоурожайный гибрид пшеницы и ржи.

У основных видов сельскохозяйственных животных существует еще больше препятствий для оплодотворения, чем у растений, что вынуждает человека к применению решительных мер. Искусственное оплодотворение применяется в основном при разведении скота ценных пород, когда необходимо получить как можно больше потомства от одного производителя. В этих случаях семенную жидкость собирают, смешивают с водой, помещают в ампулы, а затем, по мере необходимости, вводят в половые пути самок. В рыбоводческих хозяйствах при искусственном оплодотворении у рыб полученную из молок сперму самцов смешивают с икрой в специальных емкостях. Молодь, выращенная в специальных садках, затем выпускается в естественные водоемы и восстанавливает популяцию, например, осетровых в Каспийском море и на Дону.

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
РАЗДЕЛ II. МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ. 10. Царство РАСТЕНИЯ

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

10. ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ

Растения — это эукариотические фотосинтезирующие автотрофные организмы. Царство Растения насчитывает около 500 тыс. видов. Растения являются продуцентами органических веществ и основным источником энергии для других живых организмов. Любые пищевые цепи начинаются с зелёных растений. Они же определяют характер биоценоза, защищают почву от эрозии. Растения служат источником кислорода и оказывают значительное влияние на климат Земли. Человек использует около 1,5 тыс. видов культурных растений как пищевые, технические и лекарственные ресурсы. Продукты питания растительного происхождения обеспечивают организм человека белками, жирами, углеводами и витаминами. Растения вырабатывают фитогормоны (вещества, способные усиливать физиологические процессы) и фитонциды (вещества, способные угнетать рост микроорганизмов или убивать их).

Царству Растения присущ ряд отличительных признаков:

1. Автотрофный (фототрофный) тип питания. Встречаются также виды с миксотрофным (насекомоядные растения) и гетеротрофным (растения-паразиты) питанием.
2. Специфические черты в организации растительной клетки: окружена клеточной стенкой, образованной целлюлозой; имеет пластиды; содержит крупные вакуоли; основным запасающим веществом является крахмал.
3. Неподвижный, в основном прикреплённый, образ жизни. Поэтому растения не имеют костей, мышечной и нервной систем. Движения растений связаны с перемещением их частей тела: ростовые движения корней и стеблей, движение листьев в зависимости от времени суток и освещённости и др.
4. Рост возможен в течение всей жизни и осуществляется только в определённых участках тела. Тело большинства растений в той или иной степени ветвится.
5. Чередование гаплоидной (гаметофит) и диплоидной (спорофит) фаз развития.
6. Практически нет специальных экскреторных органов.
7. Расселение происходит спорами и семенами, находящимися в состоянии покоя.

Перечисленные отличия растений от животных не являются абсолютными. Черты животной организации часто встречаются у низших растений, которые соответствуют ранним этапам эволюционного развития. Например, способность и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию (эвглена зелёная). Более высоко организованные растения достаточно чётко отличаются от животных.

Растения делят на низшие и высшие. У низших растений тело (слоевище, или таллом) не дифференцировано на ткани и органы. К ним относятся Красные водоросли (Багрянки), Настоящие водоросли и Лишайники. У высших растений тело разделено на органы (корень, стебель, лист), образованные дифференцированными тканями. К высшим растениям относятся Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные и Покрытосеменные (Цветковые). Четыре первых отдела расселяются при помощи спор {споровые), два последних — при помощи семян {семенные).

Размножение растений.

Для всех высших растений характерно чередование в жизненном цикле полового и бесполого размножения и связанное с этим чередование поколений (фаз развития) — гаплоидной (n) (гаметофит) и диплоидной (2n) (спорофит). На спорофите возникают мешковидные образования — спорангии (органы бесполого размножения), в которых в результате спорогенеза, сопровождающегося мейотическим делением, формируются таилоидные споры. Из спор развивается гаметофит. На нём формируются особые половые структуры — гаметангии (органы полового размножения), в которых образуются гаметы.

Мужские половые органы, где формируются сперматозоиды, называются антеридиями, женские половые органы, где формируются яйцеклетки, называются архегониями. Если на гаметофите развиваются и архегонии, и антеридии, то он называется обоеполым, если только антеридии, то мужским, если только архегонии, то женским. При слиянии гамет образуется зигота. Из зиготы развивается спорофит.

Эволюция растений шла в направлении увеличения размеров бесполого поколения (спорофита) и редукции полового поколения (гаметофита). У подавляющего большинства высших растений (за исключением моховидных) в жизненном цикле преобладает спорофитная фаза (рис. 10.1).

10.1. ПОДЦАРСТВО НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ. ВОДОРОСЛИ

Строение и жизнедеятельность водорослей.

Водоросли — это фотосинтезирующие автотрофные эукариотические организмы. Насчитывается, около 30 тыс. видов различных водорослей. Выделяют отделы Зелёные, Красные, Бурые водоросли и др. Водоросли бывают одноклеточные, многоклеточные и колониальные.

Тело многоклеточных водорослей (таллом) состоит из сходных клеток и не разделено на органы и ткани. Формы таллома очень разнообразны: монадная, амёбоидная, нитчатая, пластинчатая и др. Хлоропласта водорослей называются хроматофорами. У многих подвижных водорослей имеется светочувствительный глазок {стигма), благодаря чему эти водоросли обладают фототаксисом — способностью к движению по направлению к свету.

Водоросли обитают главным образом в воде, однако большое число видов поселяется на суше во влажных местах обитания (на поверхности почвы, камнях, коре деревьев).

Размножение водорослей.

Водоросли могут размножаться бесполым и половым путём. К бесполому относится вегетативное размножение (деление таллома на части у многоклеточных, деление клеток надвое у одноклеточных, распадение колоний у колониальных форм) и спорообразование (образование в спорангиях подвижных или неподвижных спор). Половое размножение заключается в формировании гамет и их последующем слиянии с образованием зиготы, а также просто слиянии двух одноклеточных водорослей друг с другом либо посредством конъюгации. При половом размножении в жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит, бурых — спорофит (рис. 10.2—10.3).

Сравнительная характеристика некоторых отделов водорослей представлена в табл. 10.1.

Значение водорослей.

Водоросли являются важным компонентом водного сообщества. В водах Мирового океана водоросли являются основными продуцентами органических веществ. Кроме того, они выделяют кислород, необходимый для дыхания животным и растениям. Водоросли, обитающие на поверхности почвы, участвуют в почвообразовании. Водоросли сыграли огромную роль в истории Земли, обогатив атмосферу кислородом. Широко используются водоросли и человеком: в пищу и на корм скоту (богаты витаминами, солями йода и брома), для получения агар-агара и других веществ и т. д.

10.2. ТКАНИ И ОРГАНЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

К высшим растениям относятся моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые). В процессе эволюции в качестве приспособления к жизни в наземно-воздушной среде у растений произошла дифференциация клеток на ткани и формирование органов.

10.2.1. Ткани

Ткань — совокупность клеток, сходных по строению, происхождению и выполняющих одинаковые функции. У растений различают следующие ткани: образовательные (меристемы), покровные, основные, механические, проводящие, выделительные (табл. 10.2). Ткани растений делят на временные (меристемы) и постоянные (все остальные ткани).

10.2.2. Вегетативные органы

Орган — часть организма, имеющая определённую форму и строение, состоящая из нескольких тканей, занимающая определённое место в организме и выполняющая специфическую функцию или функции. У растений выделяют следующие органы (табл. 10.3, рис. 10.4).

10.2.2.1. Корень

Корень — вегетативный подземный орган растения. Он имеет радиальную симметрию, не несёт на себе листья, обладает способностью ветвиться, характеризуется неограниченным ростом. Функции корня: закрепление растения в почве, поглощение воды и минеральных веществ, синтез гормонов и ферментов, выделение продуктов метаболизма, запасание воды и питательных веществ.

Типы корневых систем. Совокупность всех корней одного растения называют корневой системой. Различают два типа корневых систем (у семенных): стержневую и мочковатую (табл. 10.4, рис. 10.5).

Придаточные корни могут образовываться и у многих двудольных растений на стеблях, засыпанных землёй, на ползучих и подземных стеблях. Эту способность используют для искусственного вегетативного размножения черенками.

Зоны корня. На продольном разрезе различают четыре основные зоны корня: деления, роста (растяжения), всасывания и проведения (табл.10.5, рис.10.6)

Внутреннее строение. На поперечном срезе корня можно выделить ризодерму, первичную кору из клеток паренхимы и центральный цилиндр, который включает эндодерму, перицикл (образовательная ткань, формирующая боковые корни), первичную флоэму, первичную ксилему и сердцевину. При одревеснении (вторичный рост) ризодерма, первичная кора и эндодерма замещаются перидермой, а камбий образует вторичную флоэму (луб) и вторичную ксилему (древесина). Вода поступает в клетки корня пассивно, в силу разности осмотического давления почвенного раствора и клеточного сока, а минеральные вещества — в результате активного всасывания, требующего затрат энергии на преодоление градиента концентрации. Движение раствора вверх по сосудам корня и стебля обеспечивается корневым давлением, создаваемым всасывающей силой всех корневых волосков, и испарением воды с поверхности листьев (транспирацией).

Особенности корня. В связи с изменением функций корня происходит его видоизменение (табл. 10.6). Образование корнеплодов и корневых клубней связано с накоплением в корне запасных веществ и воды.

Корни многих растений образуют с почвенными организмами симбиозы. Микориза (грибокорень) представляет собой симбиоз высшего растения и гриба. Клубеньки на корнях образуются у бобовых растений в результате их симбиоза с азотфиксирующими микроорганизмами, которые способны усваивать молекулярный азот атмосферы.

10.2.2.2. Стебель

Стебель — вегетативный орган растения, несущий листья и почки. Имеет радиальное строение, может ветвиться, характеризуется неограниченным верхушечным ростом. В ряде случаев стебли могут фотосинтезировать. Функции стебля: проводящая, или транспортная (соединяет два полюса питания растения — корни и листья), опорная (выносит листья к свету), запасающая (служит для накопления питательных веществ и воды), является органом вегетативного размножения.

Стебель с листьями и почками, развившийся из почки в течение одного вегетационного периода, называют побегом (рис. 10.7). Побег состоит из повторяющихся элементов — узлов и междоузлий. Узел — участок стебля, от которого отходит лист (листья). Междоузлие — часть стебля между соседними узлами. Пазуха листа — угол между листом и находящимся выше междоузлием.

Почка — зачаточный, ещё не развившийся побег. Выделяют почки разных типов (табл. 10.7, рис. 10.8).

Рост стебля в длину и ветвление осуществляется деятельностью верхушечной и боковых почек. У ряда растений (бамбук, злаковые) наряду с верхушечным ростом долгое время активно растут основания междоузлий побега (вставочный рост). Для увеличения площади соприкосновения со средой главный побег, выросший из почечки зародыша семени, образует новые побеги, обеспечивающие ветвление стебля. У ряда растений тропиков и субтропиков встречаются неветвящиеся побеги. Различают следующие типы ветвления: дихотомическое, моноподиальное и симподиальное (табл. 10.8; рис. 10.9).

Формы побегов. По характеру расположения в пространстве побеги (стебли) делят на прямостоячие (кукуруза), стелющиеся (земляника), вьющиеся (вьюнок), цепляющиеся (горох). В зависимости от степени одревеснения стебли делятся на одревесневшие (деревья и кустарники) и травянистые (травы). Травянистые формы произошли от древесных.

Внутреннее строение. У семенных растений первичное строение (не одревесневшее) стебля таково; снаружи эпидерма, под ней первичная кора, образованная паренхимой, и проводящие пучки, в которых кнаружи располагается флоэма, а ближе к центру — ксилема. Центральная часть (сердцевина) образована паренхимой.

При одревеснении (рис. 10.10) между флоэмой и ксилемой закладывается камбий (образовательная ткань), образующий единое кольцо. В результате его деятельности формируются вторичная флоэма (луб) и вторичная ксилема (древесина), которой всегда больше. Параллельно с этим первичный покров (эпидерма) замещается вторичным — перидермой, состоящей из пробкового камбия, формирующего кнаружи пробку, вовнутрь — пробковую кожицу. В разные времена года клетки растения растут в различной степени. В результате на поперечном срезе стебля можно обнаружить годичные кольца.

Годичное кольцо прироста — слой клеток древесины, образовавшихся в тёплое время года. Мелкие осенние клетки отличаются от крупных весенних клеток следующего года. По числу годовых колец можно определить возраст дерева.

Видоизменения побега могут выполнять различные функции: запасающую и функцию вегетативного размножения (клубни, корневище, луковица), защитную (колючки), служить органом прикрепления (усики) и т.д. (табл. 10.9).

10.2.2.3. Лист

Лист — вегетативный орган растения, располагающийся на стебле. Обладает ограниченным ростом. Функции листьев: фотосинтез, газообмен и транспирация (испарение влаги).

Внешнее строение листа. Лист состоит из листовой пластинки и черешка. Черешок служит для лучшего расположения листа на стебле по отношению к свету. Листья с черешками называют черешковыми, без черешка — сидячими. Нижняя часть листа, соединяющаяся со стеблем, называется основанием листа. У некоторых растений основание листа охватывает стебель в виде трубки, образуя влагалище. У многих растений в основании листа на стебле образуются выросты — прилистники.

Разнообразие листьев. Листья растений разнообразны по размерам, форме и числу листовых пластинок, расположению их на стебле, жилкованию и т. д.

По числу листовых пластинок листья бывают простые и сложные.

Простые листья состоят из одной листовой пластинки и черешка, сложные листья имеют несколько листовых пластинок на одном черешке. Простые листья могут быть цельными и рассечёнными (листовая пластинка рассечена). Сложные листья делятся на тройчато- и пальчатосложные (несколько листовых пластинок прикреплены к одной точке) и парно- и непарноперистосложные (несколько листовых пластинок прикрепляются по всей длине черешка).

По форме листовой пластинки различают листья округлые, ланцетовидные, овальные, игольчатые, стреловидные и др. (рис. 10.12).

По форме края пластинки листья делят на цельнокрайние, зубчатые, выемчатые и др. (рис. 10.13).

Жилкование листа (разветвления проводящей системы) бывает сетчатое, перистое, дуговое, параллельное и др. (рис. 10.14).

Распределение листьев на стебле может быть очередным (в узле от стебля отходит один лист), супротивным (в узле находятся два листа, располагающиеся друг против друга) и мутовчатым (от узла отходят три листа и более) (рис. 10.15).

Листовая пластинка у однодольных обычно цельная, у двудольных — цельная или изрезанная. Жилкование у однодольных в основном дуговое или параллельное, у двудольных — перистое или сетчатое.

Расположение листьев на растении, их размеры связаны с максимально эффективным использованием солнечных лучей.

Внутреннее строение листа. Сверху лист образован эпидермой верхней поверхности (рис. 10.16). Она покрыта кутикулой — слоем воскоподобного вещества. Под эпидермой располагается столбчатая ассимиляционная паренхима с плотно примыкающими друг к другу клетками; они узкие и длинные, располагаются перпендикулярно поверхности листа. Ниже залегает губчатая ассимиляционная паренхима с беспорядочно расположенными клетками округлой или извилистой формы и большими межклетниками (пространством между клетками). И та и другая паренхима являются фотосинтезирующими. Нижняя поверхность листа представлена эпидермой нижней поверхности и содержит множество устьиц. Жилки листа образованы клетками проводящих тканей ксилемы и флоэмы и механической ткани, придающей листу прочность. В верхней части жилки расположены сосуды ксилемы, в нижней — флоэма.

Испарение воды и газообмен. На нижней поверхности листа располагается множество устьиц, которые обеспечивают транспирацию и газообмен. Каждое устьице (рис. 10.17) состоит из двух замыкающих бобовидных клеток, между которыми находится устьичная щель.

При высоком тургорном давлении замыкающие клетки расправлены и устьице раскрыто, при низком давлении устьице закрывается. Так осуществляется регуляция интенсивности транспирации (испарения воды листом). Транспирация обеспечивает продвижение воды от корня по стеблю к листьям и охлаждение поверхности растения.

Помимо функции испарения воды, устьица обеспечивают поглощение растениями углекислого газа и выделение кислорода при фотосинтезе, а также поглощение кислорода и выделение углекислого газа при дыхании. Замыкающие клетки устьиц содержат хлоропласта, и при освещении в них начинается фотосинтез, продукты которого приводят к повышению осмотического давления. Вследствие притока воды стенки этих клеток растягиваются и устичная щель раскрывается. Так осуществляется регуляция газообмена.

Таким образом, в темноте и в жаркую погоду устьица закрываются.

Видоизменения листьев. В процессе приспособления к условиям окружающей среды листья, помимо основных, приобретают дополнительные функции (табл. 10.10).

Листопад — это приспособление растений к уменьшению испарения воды осенью и зимой. У листопадных растений (липа, берёза и др.) листья живут только один вегетационный сезон, у вечнозелёных (ель, сосна и др.) — дольше и сменяются постепенно. В старых листьях накапливаются не нужные растениям вещества (кремнезём и др.), хлорофилл разрушается.

10.2.3. Генеративные органы растений

10.2.3.1. Цветок

Цветок — орган семенного размножения покрытосеменных растений (рис. 10.18). Цветок представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте побег. Развитие цветка завершается образованием плода с семенами. Функция цветка — половое размножение.

Строение цветка. Цветок заканчивает собой стебель (главный или боковые). Он соединён со стеблем цветоножкой. Если цветоножка сильно укорочена или отсутствует, цветок называют сидячим. Цветоножка переходит в цветоложе, на котором располагаются все части цветка. В центре цветка находится пестик (или несколько пестиков). Он состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи имеется полость, где находится семяпочка (семязачаток, мегаспорангий). Закрытое положение семяпочки в завязи отличает покрытосеменные растения от голосеменных, у которых семяпочки лежат открыто. Пестик образован одним или несколькими сросшимися плодолистиками (видоизменёнными листьями). Совокупность плодолистиков составляет гинецей (женская часть цветка). Пестик окружён тычинками, в которых различают тычиночную нить и пыльник. Пыльник состоит из двух половинок, каждая из которых включает по два пыльцевых мешка (микроспорангии), в которых образуется пыльца (микроспоры). Совокупность всех тычинок составляет андроцей (мужская часть цветка). Тычинки и пестик окружены околоцветником, который может быть простым и двойным. Простой околоцветник состоит из однородных элементов (цветки тюльпана). Двойной околоцветник состоит из венчика, образованного ярко окрашенными лепестками, и чашечки, образованной зелёными чашелистиками. Кроме того, цветки некоторых растений имеют особые железы — нектарники, которые образуют нектар.

В зависимости от типа симметрии выделяют актиноморфные (лучевая симметрия), зигоморфные (двусторонняя или билатеральная симметрия) и асимметричные цветки.

Обоеполые цветки имеют и тычинки, и пестики. Однополые цветки имеют только тычинки или только пестики. Они образуются в результате редукции андроцея или гинецея. Однодомные (обоеполые) растения — растения, у которых мужские и женские цветы находятся на одной особи (кукуруза, берёза, тыквенные и др.). Двудомные (однополые) растения — растения, у которых мужские и женские цветы находятся на разных особях (тополь, ива, осина и др.).

Соцветия. У одних растений цветки крупные и располагаются одиночно (тюльпан), у других — относительно мелкие и собраны в различные соцветия. Соцветие — часть растения, несущая группировки отдельно расположенных цветков.

Соцветия бывают простые и сложные (табл. 10.11, рис. 10.19). У простых соцветий на главной оси расположены цветки, у сложных — простые соцветия.

Биологическое значение соцветий состоит в повышении вероятности опыления. Мелкие цветки, собранные в соцветие, хорошо заметны для насекомых, что способствует их опылению. У ветроопыляемых растений соцветия находятся обычно на концах стеблей и не прикрыты листьями, что облегчает отдачу и улавливание пыльцы, переносимой воздушными потоками.

10.2.3.2. Опыление и оплодотворение у цветковых

Опыление — процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Пыльцевое зерно является мужской спорой, а семязачаток в завязи пестика — женской спорой.

Различают самоопыление и перекрёстное опыление (табл. 10.12).

Оплодотворение. Оплодотворению предшествует образование мужского и женского гаметофитов. Женский гаметофит формируется внутри завязи пестика. В одной из диплоидных клеток семязачатка (мегаспорангия) в результате мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Три из них отмирают, а одна проходит три митотических деления, в результате чего эта клетка содержит восемь гаплоидных ядер. Это и есть женский гаметофит, или зародышевый мешок. В зрелом женском гаметофите образуются яйцеклетка, диплоидная центральная клетка и ряд дополнительных клеток. Мужской гаметофит образуется в пыльниках тычинок. В пыльцевых мешках (микроспорангиях) материнские клетки спор делятся мейозом, в результате чего из каждой образуются четыре гаплоидные микроспоры. Сформировавшаяся микроспора имеет оболочку и ядро. Ядро затем делится митозом с образованием генеративной и вегетативной клеток. Это и есть мужской гаметофит. Генеративная клетка вскоре ещё раз делится митозом и формирует два спермия. Таким образом, пыльцевое зерно содержит вегетативную клетку и два спермия.

После попадания пыльцевого зерна на рыльце пестика оно прорастает (рис. 10.18). Из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, которая прорастает до зародышевого мешка. По этой трубке в зародышевый мешок проникают два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидный зародыш, другой соединяется с диплоидной клеткой, образуя триплоидную клетку, из которой развивается эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением. Он был открыт в 1898 г. С. Г. Навашиным.

После этого из завязи образуется плод, а из семязачатков — семя, в котором находится зародыш.

10.2.3.3. Семя

Семя — орган семенного размножения и расселения растений. Оно образуется из семязачатка (семяпочки) в завязи растений. Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ (эндосперма) (табл. 10.13, рис. 10.20).

10.2.3.4. Плод

Плод — орган покрытосеменных растений; представляет собой видоизменённый после оплодотворения цветок. Функции плодов — защита и распространение семян. В состав плода входят пестик и другие части цветка: разросшееся цветоложе, сросшиеся основания чашелистиков, лепестков и тычинок. Разросшиеся стенки завязи формируют околоплодник.

Виды плодов. По происхождению, в зависимости от того, из каких элементов цветка образовался плод, различают настоящие и ложные плоды. Настоящие плоды образуются из завязи (слива, томат). Ложные плоды образуются при участии цветоложа (шиповник), околоцветника (яблоко) и др.

Настоящие плоды делят на простые, сложные и соплодия. Простой плод развивается из цветка с одним пестиком (костянка, зерновка, боб), сложный — из цветка, имеющего несколько пестиков (земляника, малина), соплодие — из соцветия со сросшимися цветками (ананас, шелковица).

По консистенции околоплодника (количеству в нём воды) плоды делят на сухие и сочные, по количеству семян — на односемянные и многосемянные (табл. 10.14). Сухие многосемянные плоды имеют механизм вскрытия для разбрасывания семян (раскрывающиеся).

Распространение плодов и семян происходит с помощью ветра, воды, животных и человека, а также саморазбрасыванием (табл. 10.15).

10.3. ПОДЦАРСТВО ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

10.3.1. СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ

10.3.1.1. Отдел Моховидные

Моховидные произошли от водорослей и представляют собой эволюционный тупик. Отдел Моховидные включает около 25 тыс. видов. Обычные размеры мхов от 1 мм до 60 см. Одни мхи представляют собой таллом, другие имеют стебель и листья. Моховидные не имеют корней. Некоторые из них имеют одно- или многоклеточные ризоиды, которыми они прикрепляются к грунту и поглощают воду и минеральные вещества.

В жизненном цикле мхов гаплоидный гаметофит преобладает над диплоидным спорофитом (рис. 10.21). Это отличает их от остальных высших растений. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У разных видов мхов гаметофит может быть однополым (двудомным) или двуполым (однодомным). На гаметофите в органах полового размножения (гаметангиях) образуются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Мужские половые органы называются антеридии, женские — архегонии. Оплодотворение происходит в присутствии капельно-жидкой влаги. Из оплодотворённой зиготы развивается коробочка со спорами. Таким образом, взрослое растение мха — половое поколение (гаметофит), а коробочка со спорами — бесполое поколение (спорофит). Половое и бесполое поколения не разделены, а представляют одно растение. Также мхам свойственно и вегетативное размножение.

Наиболее крупный класс Моховидных — Листостебельные мхи. Различают зелёные мхи (кукушкин лён) и сфагновые (белые) мхи (сфагнум).

Зелёные мхи. Представитель — кукушкин лён, многолетнее растение высотой до 20 см. Широко распространён в еловых лесах, на болотах. Гаметофиты кукушкиного льна раздельнополы (двудомны), имеют прямостоячие неветвистые стебли с острыми листьями и ризоиды. На верхушках мужских и женских гаметофитов формируются антеридии и архегонии. Во время дождя или росы двужгутиковые сперматозоиды проникают к яйцеклеткам и сливаются с ними. После оплодотворения на женских растениях образуется диплоидный спорофит — коробочка на длинной ножке. Внутри коробочки формируется спорангий с гаплоидными спорами. Попадая в почву, спора прорастает в зелёную ветвящуюся нить -1 протонему, похожую на зелёную водоросль. Часть протонемы углубляется в почву, теряет хлорофилл и превращается в ризоиды; а из наземной части протонемы образуется стебель мха с листьями.

Сфагновые (белые) мхи. Представитель — сфагнум, играет важную роль в формировании и жизни болот. Сфагнум беловато-зелёного цвета, так как содержит большое количество воздухоносных клеток, имеет ветвистые стебельки, усаженные мелкими листьями, и не имеет ризоидов. Поглощение воды осуществляется всей поверхностью. Сфагновые мхи растут верхней частью побегов, а нижняя часть отмирает. В результате образуются залежи торфа. Процесс торфообразования происходит благодаря застойному переувлажнению, отсутствию кислорода и созданию мхами кислой среды.

Значение. Мхам принадлежит важная роль в природе: как накопители влаги они участвуют в регулировании водного баланса лесов и соседних территорий. Человеком торф используется в качестве топлива, как термоизолятор, в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в химической промышленности для получения парафина, фенола, аммиака, уксусной кислоты, метанола, красителей и других веществ, в медицине при грязелечении, а также может быть использован как бактерицидный перевязочный материал, поскольку обладает антисептическим действием.

10.3.1.2. Отдел Плауновидные

Плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные — древние группы высших растений. Они произошли от псилофитов (риниофитов), которые, в свою очередь, произошли от зелёных водорослей и первыми заселили сушу. Их расцвет пришёлся на каменноугольный период, после чего многие виды вымерли.

Плауновидные — это травянистые многолетние растения, встречающиеся в сыроватых хвойных и смешанных лесах. В настоящее время насчитывается около 1 тыс. видов. Они имеют стелющийся стебель с множеством веток, покрытых мелкими тёмно-зелёными листьями, укреплённый в почве с помощью придаточных корней. Верхушечные побеги заканчиваются спороносными колосками.

Из споры образуются мелкие заростки (2-3 мм), которые развиваются под землёй, через 15—20 лет на них образуются архегонии и антеридии. В них формируются многожгутиковые сперматозоиды, которые в присутствии воды оплодотворяют яйцеклетки, и из диплоидной зиготы развивается новое растение. Кроме того, плауновидные могут размножаться вегетативно (частями стебля).

Значение. Плауны растут очень медленно и подлежат охране. Животными не поедаются. Используются в медицине (некоторые содержат яд, сходный по действию с кураре, другие используются как присыпка, третьи — для лечения алкоголизма).

10.3.1.3. Отдел Хвощевидные

Хвощевидные — это многолетние травянистые растения, обитают на влажной кислой почве в сырых лесах, на болотах, влажных полях и лугах. В настоящее время насчитывается всего около 20 видов. Имеют хорошо развитое корневище с клубнями. Побеги состоят из члеников (междоузлий). В клеточных стенках накапливается кремнезём, который выполняет механическую и защитную роль. На верхушках побегов расположены спороносные колоски.

Весной на корневищах отрастают розоватые спороносные побеги со спороносными колосками, на которых образуются гаплоидные споры. Из них вырастают мужские и женские (более крупные) заростки. Оплодотворение осуществляется в жидкой среде. Из диплоидной зиготы развивается спорофит.

Значение. Хвощи несъедобны для животных, являются сорняками пастбищ и полей. Хвощ полевой применяют в медицине как мочегонное средство.

10.3.1.4. Отдел Папоротниковидные

Папоротники — многолетние, чаще травянистые растения лесов умеренной зоны (орляк), водоёмов (сальвиния), или древовидные, лиановые, эпифитные обитатели влажных тропиков. В настоящее время насчитывается около 10 тыс. видов.

Спорофит папоротников разделён на корень, стебель и лист (рис. 10.22). Корни придаточные, отходящие от корневища. Стебли развиты плохо, и листва по массе и размерам преобладает над стеблем. На нижней части листа развиваются спорангии.

Из споры развивается заросток — небольшая многоклеточная пластинка зелёного цвета и с ризоидами (самостоятельное растение). На заростке формируются антеридии (мужские половые органы) и архегонии (женские половые органы). Заростки одних видов двуполые, других — однополые. В антеридиях образуются сперматозоиды, в архегониях — яйцеклетки. Для их слияния необходимо наличие воды. После оплодотворения из зиготы развивается растение папоротника. Таким образом, заросток — половое поколение (гаметофит), а взрослое растение папоротника — бесполое поколение (спорофит). Половое и бесполое поколения разделены. Также папоротникам свойственно и вегетативное размножение (например, отделением корневища).

Значение. Роль древних папоротников, а также хвощей и плаунов состояла в образовании залежей каменного угля и насыщении атмосферы кислородом. Некоторые виды современных папоротников употребляются в пищу, используются в медицине (глистогонные средства) или как декоративные растения.

В таблице 10.16 представлена сравнительная характеристика отделов высших споровых растений.

10.3.2. Семенные растения

Рассмотренные выше споровые растения имеют два общих свойства:

• 1) для осуществления полового процесса им необходима капельно-жидкая влага, что ограничивает их распространение;
• 2) образующиеся споры мелкие, содержат мало питательных веществ и имеют слабую жизнеспособность. Это же относится к развитию из зиготы зародыша споровых растений.

Более прогрессивными с эволюционной точки зрения являются семенные растения. Им для оплодотворения не требуется вода, а семя (единица расселения семенных растений) содержит запас питательных веществ. Семя представляет собой маленький спорофит с корешком, почечкой и зародышевыми листьями — семядолями. В нём содержится запас питательных веществ, необходимый для первоначального этапа развития.

Взрослые семенные растения — спорофиты. Они образуют два типа спор: мужские (микроспоры) и женские (мегаспоры). Микроспоры продуцируются в мужских шишках (у голосеменных) или в пыльниках (у цветковых). Внутри пыльцевого зерна микроспора делится, и возникает мужской гаметофит, в котором образуются мужские гаметы. Мужские гаметы, формирующиеся внутри микроспоры, как правило, лишены жгутиков, не способны активно двигаться и называются спермиями. Мегаспоры образуются в семязачатках женских шишек или завязи. Единственная зрелая женская спора остаётся в семязачатке, здесь из неё развивается женский гаметофит (зародышевый мешок), где и образуется яйцеклетка. Таким образом, гаметофиты у семенных растений крайне редуцированы, весь цикл их развития протекает на спорофите (табл. 10.17).

К семенным растениям относятся голосеменные (размножаются семенами, но не образуют плодов) и покрытосеменные (семена заключены в плоды).

Сравнение высших споровых и семенных растений представлено в таблице 10.18.

10.3.2.1. Отдел Голосеменные

В отделе Голосеменные выделяют 6 классов: Семенные папоротники, Саговниковые, Беннеттитовые, Гнётовые, Гинкговые, Хвойные. Из них Семенные папоротники и Беннеттитовые полностью вымерли. Наиболее широко голосеменные были распространены в конце палеозойской и в мезозойскую эру. Ныне живущих голосеменных около 720 видов. Голосеменные представлены исключительно древесными формами: деревьями, кустарниками, лианами.

И в природе, и в жизни человека второе место после цветковых занимают хвойные. Их насчитывается около 560 видов. К ним относятся сосна, ель, лиственница, пихта, кедр, кипарис, можжевельник и др.

Строение. Хвойные имеют стержневую корневую систему. Часто содержат микоризу. Древесина на 90—95 % образована прочной проводящей тканью. Среди хвойных есть листопадные виды и вечнозелёные. У листопадных видов (лиственница) листья плоские и мягкие. У вечнозелёных (большинство хвойных) листья игольчатой формы и жёсткие. Устьица глубоко погружены в ткань листа, что уменьшает испарение воды. Хвоя содержит витамин С и выделяет фитонциды.

Размножение. Рассмотрим размножение хвойных на примере сосны (рис. 10.23).

Сосна — однодомное (обоеполое растение). На верхушках молодых побегов образуются красноватые женские шишки. Шишка состоит из оси, на которой расположены чешуи, а на каждой чешуе находятся два семязачатка. У основания молодых побегов сосны расположены группы зеленовато-жёлтых мужских шишек. В них формируется пыльца. Каждая пылинка снабжена двумя воздушными мешками. Созревшая пыльца с помощью ветра попадает на семязачатки женских шишек, после чего их чешуи плотно смыкаются и склеиваются смолой. Пылинка остаётся лежать внутри семязачатка до весны следующего года. От опыления до оплодотворения проходит 12—14 месяцев. Пыльца прорастает, из вегетативной клетки развивается пыльцевая трубка, а из генеративной — два спермия. Один сливается с яйцеклеткой, а второй погибает. Из зиготы развивается зародыш с запасом питательных веществ, из покрова семязачатка образуется кожура семени. После созревания семян чешуйки шитики расходятся и семена высыпаются.

Значение. Наиболее широко хвойные распространены в умеренной зоне Северного полушария, где они образуют тайгу. Человек использует хвойные как строительный материал, сырьё для целлюлозно-бумажной промышленности, топливо, как источник получения смол, эфирных масел, лекарственных средств и т.д. Древесина лиственницы отличается устойчивостью к гниению. Секвойя и мамонтово дерево — представители кипарисовых — обладают ценной древесиной («красное дерево»). Некоторые секвойи достигают высоты более 100 м и возраста 3-4 тыс. лет. Представители саговниковых используются человеком в пищу («хлебное дерево»).

10.3.2.2. Отдел Покрытосеменные (Цветковые)

Покрытосеменные — эволюционно наиболее молодая и самая многочисленная группа растений. Отдел включает около 250 тыс. видов. Покрытосеменные произрастают во всех климатических зонах, составляют основную массу растительного вещества биосферы и являются важнейшими производителями (продуцентами) органики на суше.

Доминирующая: роль цветковых обусловлена рядом прогрессивных особенностей:

1. Появление цветка — органа, совмещающего функции бесполого размножения (образование спор) и полового (формирование семени).
2. Образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки (семяпочки) и предохраняющей их от неблагоприятных воздействий среды.
3. Формирование из завязи плода: семена находятся внутри плода, и поэтому защищены (покрыты) околоплодником. Кроме того, плод позволяет использовать различных агентов для распространения семян (насекомых, птиц, летучих мышей, а также потоки воздуха и воды).
4. Двойное оплодотворение, в результате которого образуются диплоидный зародыш и триплоидный (а не гаплоидный, как у голосеменных) эндосперм.
5. Максимальная редукция гаметофита (рис. 10.24). Мужской гаметофит — пыльцевое зерно — состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной, которая делится, образуя два спермия. Женский гаметофит состоит из восьми клеток зародышевого мешка, одна из которых становится яйцеклеткой.
6. Размножение и семенами, и вегетативными органами.
7. Усложнение и высокая степень дифференциации органов и тканей. В частности, наиболее совершенная проводящая система: ксилема представлена сосудами, а не трахеидами, во флоэме ситовидные трубки имеют членистое строение, появляются клетки-спутники.
8. Быстрое протекание процессов роста и развития у однолетних форм.
9. Большое разнообразие жизненных форм: деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, многолетние травы, однолетние травы и т.д.
10. Могут образовывать сложные многоярусные сообщества благодаря большому разнообразию жизненных форм.

Значение. Практически все культурные растения принадлежат к этому отделу. Древесина покрытосеменных используется в промышленности, строительстве, производстве бумаги, мебели и т.д. Многие цветковые растения используются в медицине.

Систематика. Отдел Покрытосеменные (Цветковые) делят на два класса: Двудольные и Однодольные. Однодольные произошли от двудольных и являются менее многочисленными. Двудольные отличают от однодольных по ряду признаков (табл. 10.19). По каждому из признаков существует множество исключений. Единственный абсолютный признак — строение зародыша.

Классы Цветковых делят на семейства главным образом на основании строения цветка и плода. При этом используют формулу цветка (табл. 10.20).

В таблице 10.21 представлена сравнительная характеристика отделов высших растений.

---

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
10. Царство РАСТЕНИЯ

Просмотров:
75 720

Ботаника в схемах для ЕГЭ и ОГЭ