Систематика растений егэ биология теория

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, амебоидная, нитчатая, пластинчатая и др. Хлоропласты 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 поселяются 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.
Зелёные водоросли распространены преимущественно в пресных водах (около 13 тыс. видов). Помимо водной среды некоторые виды обитают на поверхности почвы и т. д., а также вступают в симбиотические отношения с грибами. Отличительные особенности: 1) содержание в хлоропластах хлорофилла а и b, преобладающих над другими пигментами; 2) основным запасающим продуктом является крахмал; 3) клеточная стенка образована целлюлозой. Зелёные водоросли бывают одноклеточные (хламидомонада, хлорелла), многоклеточные (улотрикс, спирогира) и колониальные (волвокс).
Красные водоросли распространены преимущественно в тёплых водах морей и океанов (около 4 тыс. видов). Почти все красные водоросли многоклеточные. Отличительные особенности: 1) содержание в хлоропластах хлорофилла а и d, а также пигментов от ярко-красной до почти чёрной окраски, что позволяет им воспринимать солнечные лучи той части спектра, которые проникают глубже в толщу воды; 2) основным запасающим продуктом является багрянковый крахмал, близкий по строению к гликогену; 3) подвижные стадии в жизненном цикле отсутствуют. К красным водорослям относятся порфира, бангия, немалион и др.
Бурые водоросли распространены преимущественно в умеренных или холодных водах морей и океанов (около 1,5 тыс. видов). Все бурые водоросли многоклеточные. Отличительные особенности:1) содержание в хлоропластах хлорофилла а и c и других пигментов; 2) основным запасающим продуктом является ламинарин; 3) в жизненном цикле присутствуют подвижные стадии. К бурым водорослям относятся ламинария (морская капуста), фукус, саргассум, макроцистис и др.
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.

Подцарство высшие растения

Споровые растения

Отдел Моховидные

Моховидные произошли от водорослей и представляют собой эволюционный тупик. Отдел Моховидные включает около 25 тыс. видов. Обычно 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. 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 — 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-зеленого 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, так как обладает антисептическим действием.

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 землей, 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).

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.

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. 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.

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, и весь цикл их развития протекает на спорофите.
К семенным растениям относятся голосеменные (размножаются семенами, но не образуют плодов) и покрытосеменные (семена заключены в плоды).

Отдел Голосеменные

В отделе Голосеменные выделяют 6 классов: Семенные папоротники, Саговниковые, Беннеттитовые, Гнетовые, 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. 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 шишки расходятся, и семена высыпаются.
Значение. Наиболее широко хвойные распространены в умеренной зоне северного полушария, где они образуют тайгу. Человек использует хвойные как строительный материал, сырье 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»).

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 образуется диплоидный зародыш и триплоидный (а не гаплоидный, как у голосеменных) эндосперм.
5. Максимальная редукция гаметофита. 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 покрытосеменных в жизни человека трудно переоценить. 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. По каждому из признаков существует множество исключений. Единственный абсолютный признак — строение зародыша.

Сравнительная характеристика основных классов покрытосеменных

Признак	Двудольные	Однодольные
Строение зародыша	Зародыш обычно имеет две семядоли; зародыш симметричный — почечка занимает верхушечное положение, а семядоли располагаются по бокам зародыша; семядоли обычно прорастают надземно	Зародыш с одной семядолей; зародыш асимметричный — семядоля занимает верхушечное положение, а почечка находится сбоку; семядоля обычно прорастает подземно
Строение листа	Жилкование обычно сетчатое, реже перистое или дуговое; листья обычно черешковые, опадающие	Жилкование обычно параллельное или дуговое; листья обычно сидячие, неопадающие
Корневая система	Обычно стержневая	Обычно мочковатая
Особенности роста	Имеется камбий: характерен вторичный рост	Камбий, как правило, отсутствует: вторичный рост не характерен
Жизненные формы	Древесные, полудревесные и травянистые формы	Травы. Иногда вторичные древесные формы (пальмы)
Цветки	Обычно пятичленные, реже четырёхчленные	Обычно трехчленные, реже четырёхчленные, но никогда не пятичленные

Классы цветковых делят на семейства главным образом на основании строения цветка и плода. При этом используют формулу цветка.
Класс Двудольные включает семейства Крестоцветные, Маревые, Тыквенные, Бобовые, Розоцветные, Паслёновые, Сложноцветные.
Класс Однодольные включает семейства Злаковые, Лилейные.

Название семейства	Число видов	Жизненные формы	Строение цветка	Плод	Другие особенности	Культурные растения	Дикорастущие растения
Класс Двудольные
Крестоцветные (капустные)	3 тыс. видов	В основном травы, реже кустарники и кустарнички	Ч4Л4Т4П1. Соцветие: кисть	Стручок или стру- чочек	Листья очередные, у многих образуют прикорневую розетку. Хорошие медоносы. Содержат масла (горчица, рапс)	Капуста, редька, репа, горчица, рапс	Сурепка, пастушья сумка, вечерница (ночная фиалка)
Бобовые	17 тыс. видов	Травы, полукустарники, кустарники, деревья	Ч(5)Л1+2+(2)Т(9)+1П1. Лепестки: парус, 2 весла, лодочка (из двух сросшихся лепестков). Соцветия: кисть, головка	Боб	Листья сложные. На корнях клубеньковые бактерии. Семена богаты белком	Фасоль, горох, бобы, соя, чечевица, арахис	Люцерна, клевер, чина, донник, солодка
Розоцветные	3 тыс. видов	Травы, полукустарники, деревья	Ч5Л5ТооП1 или Ч5Л5ТооПоо. Соцветия: кисть, зонтик и др.	Костянка, яблоко, орешек	Большое разнообразие плодов, которые богаты витаминами, сахарами, органическими кислотами	Вишня, слива, абрикос, яблоня, груша, клубника, малина	Шиповник, черёмуха, лапчатка
Пасленовые	2 тыс. видов	В основном травы, реже полукустарники и кустарники	Ч(5)Л(5)Т5П1. Соцветия: завиток, двойной завиток	Ягода, коробочка	Листья простые: цельные или рассечённые, без прилистников. Некоторые растения содержат ядовитые вещества	Картофель, томаты, баклажаны	Белена, дурман, белладонна
Сложноцветные	20 тыс. видов	Большинство — травы, в тропиках есть кустарники и деревья	Л(5)Т(5)П1. Чашечка представлена хохолком волосков. Соцветие: корзинка	Семянка	Листья простые без прилистников	Подсолнечник, салат латук, топинамбур, цикорий, астры, георгины	Одуванчик, ромашка, мать-и-мачеха, пижма, тысячелистник
Класс Однодольные
Лилейные	2 тыс. видов	Травы	О(3)+3Т3+3П1. Соцветие: кисть	Коробочка, ягода	Листья ланцевидной формы с параллельным жилкованием, собраны в прикорневую розетку. Стебель видоизменён и представлен луковицей	Тюльпан, лилии. Лук, чеснок и некоторые другие виды в настоящее время относят к особому семейству Луковые	Ландыш, алоэ
Злаковые	12 тыс. видов	Травы	О(2)+2Т3П1.	Зерновка	Листья цельные с параллельным жилкованием, в основном влагалищные. Стебель полый внутри (соломина). Рост стеблей вставочный — в результате деления клеток в основании каждого междоузлия	Пшеница, рис, ячмень, кукуруза, овёс, просо, сорго, сахарный тростник	Ковыль, пырей, мятлик

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:
75 455

Царство растений

Растения представляют собой обширное царство живых организмов. К ним относятся деревья, кустарники, папоротники, мох и многие другие.

Всего существует более 390 тысяч видов растений. Среди основных отделов растений выделяют Низшие растения (Водоросли – около 26 000 видов) и Высшие растения. Высшие растения подразделяются на Мохообразные (18 000 видов), Плауновидные (около 1200 видов) и Папоротникообразные (примерно 12 000 видов). Перечисленные отделы относятся к группе Высшие споровые растения. Доминирующее положение занимают Семенные растения – Голосеменные (Саговниковые – 160 видов, Гинкговые – 1 вид, Хвойные – 630 видов, Гнётовые – 70 видов) и Покрытосеменные (более 280 000 видов). Они составляют основу большинства экосистем земного шара.

Растения относятся к эукариотам. Клетки, из которых они состоят, имеют ядро, окруженное оболочкой. Соответственно все наследственные закономерности будут храниться в ДНК этого ядра, а кроме того, еще в митохондриях и пластидах. Из остальных признаков можно выделить наличие пластид (хлоропластов, хромопластов, лейкопластов), клеточную стенку из целлюлозы, верхушечный (апикальный) рост в течение всей жизни, в основном прикрепленный образ жизни.

к оглавлению ▴

Питание растений

По типу питания растения разделяются следующим образом:

1. Автотрофные, способные синтезировать нужные для своей жизнедеятельности вещества. При этом энергия света в процессе фотосинтеза преобразуется в энергию химической связи органического вещества. Органоиды, в которых проходит данный процесс, называются хлоропластами. Сюда относится подавляющее большинство растений.
2. Гетеротрофные, не способные к синтезу и использующие для своей жизнедеятельности готовые органические вещества. Сюда можно отнести различные растения-паразиты.
3. Миксотрофные, или насекомоядные растения. При этом следует понимать, что переваривание насекомых не используется для получения питательных веществ как дополнение к фотосинтезу, а как источник азота, необходимого таким растениям.

к оглавлению ▴

Дыхание растений

Каждой клетке для жизни нужна энергия. Высвобождение энергии происходит при расщеплении органических соединений в процессе дыхания. Под действием кислорода запускается реакция окисления, приводящая к высвобождению углекислого газа и некоторого количества свободной энергии.

Процесс окисления проходит в дыхательных центрах клетки — митохондриях.

Существует определенная связь между процессом дыхания и фотосинтеза. С помощью фотосинтеза происходит накапливание органических веществ. А процесс дыхания запускает высвобождение энергии, расщепляя эти вещества.

к оглавлению ▴

Особенности растительной клетки

Растительная клетка имеет четкую структуру. Она окружена мембраной. Снаружи от мембраны находится довольно толстая клеточная стенка, состоящая из целлюлозы и несущая структурные, защитные и транспортные функции.

Растительная клетка содержит вакуоли, в которых накапливаются питательные вещества. Основным запасным веществом клетки является крахмал.

Растительная клетка содержит специфические органоиды — пластиды. Всего существует три вида пластид:

— хлоропласты, осуществляющие процесс фотосинтеза и содержащие хлорофилл;
— хромопласты, обеспечивающие окраску цветков и плодов;
— лейкопласты, накапливающие в себе крахмал.

к оглавлению ▴

Особенности жизнедеятельности растений

За редким исключением растения ведут прикрепленный образ жизни. Движения осуществляются в процессе роста отдельных частей: корня или стеблей. Листья растений способны поворачиваться в зависимости от освещения.

Среди движений растений выделяют таксисы (движения растений по отношению к постоянным воздействиям факторов (силе тяжести, свет, ветер)), тропизмы (ростовые реакции растений по отношению к факторам среды) и настии (движения растений по отношению к постоянно действующим факторам, обусловленные особенностями строения самих растений).

Растения продолжают расти в течение всей жизни. Большинство растительных организмов ветвится.

к оглавлению ▴

Систематика растений

Растения делятся на:

— высшие;
— низшие.

Тело низших растений или слоевище, таллом, не разделено на органы и ткани. Высшие растения имеют органы: корень, стебель и лист. Все органы образованы дифференцированными тканями.

Размножение растений

Разделяют два основных вида размножения растений:

— половое;
— бесполое.

Половое размножение осуществляется слиянием соответствующих клеток — гамет. Эти клетки особенны тем, что в них содержится не двойной (диплоидный), а одинарный (гаплоидный) набор хромосом. Образуются гаметы в специальном органе — гаметангии.

Половые клетки делятся на мужские и женские. Мужские клетки развиваются в антеридиях, женские — в архегониях. Если гаметофит содержит и мужские, и женские клетки, то он является обоеполым. Если только антеридии, то мужским, а архегонии — женским.

При слиянии мужской и женской гамет образуется зигота, или первая клетка нового организма. И в ней уже будет двойной набор хромосом, одна половина которых попала из мужской половой клетки, а другая — из женской.

Бесполое размножение разделяется на споровое и вегетативное.

Споровое размножение характеризуется образованием специальных клеток — спор, которые развиваются в мешковидных образованиях — спорангиях. Созревая, споры высыпаются во внешнюю среду и прорастают.

В жизненном цикле у растений происходит чередование полового и бесполого поколений. То есть из споры вырастает гаметофит, который будет размножаться гаметами. А из зиготы образуется спорофит или бесполое поколение, образующее споры. Или по-другому, происходит чередование гаплоидной и диплоидной фаз развития.

Соответственно, расселение растений происходит с помощью спор или семян.

Вегетативное размножение осуществляется с помощью различных частей материнского организма. Это могут быть клубни, луковицы, корневища. Это может быть даже отломанная ветка. Главное условие — чтобы на ней был зачаточный побег — почка.

Человек вывел еще несколько путей вегетативного размножения. Это искусственные способы: черенками, отводками и прививками. Черенки — это части побегов, отводки — прижатые к земле части стебля, способные дать самостоятельные корни. Прививки — объединение частей нескольких растений.

Растительный мир необычайно многолик. Миллионы растений окружают нас практически в любом уголке планеты. Сегодня мы начнем погружаться в мир этих удивительно разнообразных организмов.

Наиболее полезно изучать принципы строения и жизнедеятельности различных систематических категорий в сравнении: в чем проявилось усложнение в организации первых наземных растений по сравнению с водорослями, что отличает мхи от папоротников, какое преимущество дало растениям образование семени и так далее. Это, с одной стороны, позволит вам с легкостью ориентироваться в вопросах, связанных с историческим развитием растительного мира на Земле, а с другой – даст ключи для поиска признаков той или иной категории. Например, мхи гораздо проще охарактеризовать, если знать, что они более развиты, чем водоросли, но более примитивны по сравнению с папоротникообразными. Таким образом, вы устанавливаете для себя определенную «зону поиска» нужного признака и уменьшаете вероятность ошибки.

Основные признаки растений

Растения выделяют в отдельное Царство, так как все организмы из этой группы обладают существенными отличительными признаками, которыми в совокупности не обладают ни Грибы, ни Бактерии, ни Животные.

Перечислим основные особенности растительных организмов:

1. растения – автотрофные фотосинтезирующие организмы
2. клетки растений имеют плотную клеточную стенку из целлюлозы
3. запасным питательным веществом у растений является крахмал
4. необходимые вещества (воду, минеральные соли) из окружающей среды растительные клетки получают путем осмоса
5. размножаются с помощью спор и семян (есть и другие способы размножения, но они характерны не только для растений)
6. неограниченный рост в течение жизни (у большинства растений)
7. прикрепленный образ жизни (у большинства растений)
8. закономерная смена полового и неполового поколений – гаметофита и спорофита (у большинства растений).

Как видите, обязательными для всех растений являются первые пять признаков, еще три – это дополнительные критерии, которые характерны для большинства (но не для всех) растений.

В настоящее время насчитывается более 300 тысяч видов Растений, которые относятся к 7 основным отделам, разделенным на две группы: Споровые (Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Псилотовидные, Папоротниковидные) и Семенные (Голосеменные, Покрытосеменные). Еще один отдел – Риниофиты – полностью исчез с лица Земли.

Отдельно рассматривают группу Водорослей – их относят к низшим растениям, так как их строение существенно отличается от строения высших.

Лишайники, как организмы, представляющие собой симбиоз зеленой водоросли и гриба, также традиционно рассматриваются в курсе ботаники.

Не удивляйтесь, что на представленной выше схеме отсутствует отдел Псилотовидные. Он включает в себя всего 12 видов, и, следовательно, не рассматривается в рамках школьной программы и не встречается на экзамене. Единственное, что вы должны о них знать – это то, что именно представители этого отдела (Псилофиты) являются одними из первых растений, освоившими наземную среду обитания.

Строение растительной клетки

В уроке «Строение клетки» вы уже ознакомились с принципами строения и функционирования органоидов эукариотической клетки. Растения относятся к эукариотам, но, как мы уже сказали выше, имеют свои особенности. На представленной ниже картинке вы можете их увидеть – они выделены зеленым цветом. Черным цветом обозначены органеллы, присутствующие в практически любой эукариотической клетке.

Важно не только понимать, какие органоиды есть в той или иной клетке, но и знать, в чем заключается их функция. Если вы чувствуете, что недостаточно хорошо помните строение или функцию того или иного органоида – вернитесь к теории по прошлому уроку и повторите ее.

Водоросли

Характерной особенностью водорослей является то, что их тело не расчленено на ткани и органы, а представлено талломом (или слоевищем). Именно поэтому водоросли относятся к низшим растениям.

Изучим более подробно этих представителей растительного мира. Водоросли включают в себя около 25-30 тысяч видов. В соответствии с основной классификацией они делятся на Зеленые, Бурые и Красные водоросли. Это деление основано на различиях в строении таллома, разном наборе фотосинтезирующих пигментов и запасных веществ, а также особенностях размножения и жизненного цикла.

Наиболее существенно на место обитания водорослей влияет характер пигмента, участвующего в фотосинтезе.

Зеленые водоросли – самая распространенная группа — содержат зеленые и оранжевые пигменты, они способны улавливать ультрафиолетовые лучи, распространяющиеся на суше и сквозь сравнительно небольшую толщу воды. Поэтому зеленые водоросли в основном можно встретить в пресных и соленых водоемах, в сырой почве, а также на коре деревьев. Зеленые водоросли вступают в симбиоз с грибами, образуя лишайники.

Бурые водоросли содержат помимо зеленых и оранжевых еще и бурый пигмент, который способен улавливать спектр лучей, проходящий в более глубокие слои воды. Поэтому в основном эти водоросли живут на дне морей.

Красные водоросли имеют зеленый, оранжевый, красный и синий пигменты. Эти пигменты способны поглощать свет, проникающий сквозь значительную толщу воды, поэтому они могут обитать на дне морей, причем на еще большей глубине по сравнению с бурыми водорослями. Поскольку большой пласт воды оказывает на растения значительное давление, их клеточная стенка модифицировалась в процессе эволюции: в ней появились такие прочные вещества, как карбонаты кальция и магния. Таким образом, мы видим, что все организмы адаптируются к среде обитания: малое количество света и большое давление воды привело к появлению у красных водорослей новых, более чувствительных фотопигментов и более прочной, устойчивой к давлению, клеточной стенки.

Строение клеток водорослей

Строение клетки водоросли в целом схоже со строением растительной клетки, однако она имеет свои особенности. Пожалуй, главной отличительной чертой водорослевой клетки является организация фотосинтезирующего пигмента не в виде хлоропласта, а в виду специального образования – хроматофора, который может иметь самую замысловатую форму в зависимости от типа пигмента и вида самой водоросли. Ниже представлено строение нитчатой водоросли спирогиры. Слева – схематичный рисунок, справа – фотография микропрепарата реальной спирогиры.

Хоть тело водорослей и не разделено на ткани и органы, они отличаются большим морфологическим многообразием: бывают одно- и многоклеточными, а также колониальными. Колониальный организм отличается от многоклеточного тем, что в многоклеточном клетки дифференцируются по функциям (хотя бы частично), в колонии же каждая клетка в основном является практически самостоятельным организмом.

Строение многоклеточных водорослей соответствует среде их обитания. Ниже представлены особенности, характерные для растения, живущего в воде.

1. Наличие целлюлозно-пектиновой оболочки позволяет водорослям сочетать прочность с возможностью интенсивного роста и высокой проницаемостью. Как мы уже говорили, иногда в клеточной стенке появляются различные включения: минеральные соли увеличивают прочность водоросли, способствуют обеспечению нормальной жизнедеятельности в условиях высокого давления водных масс. У водорослей, живущих в полосе отлива и часто подвергающихся дефициту влаги, клеточная стенка пропитывается специальными органическими веществами – лигнином и кутином, препятствующими излишней потере влаги.

2. У бентосных (донных) водорослей слоевище прикрепляется к дну с помощью ризоидов или базального диска. Это приспособление позволяет им не отрываться от субстрата во время прибоя и при ударах волн.

3. Таллом водоросли обычно не сплошной, а разделенный – это помогает водоросли снизить сопротивление толщи воды.

4. Адаптацией к изменению спектра света, доходящего до глубин океана, стало формирование новых фотосинтезирующих пигментов, а также увеличение числа пигментов в клетке по мере роста глубины.

5. Таллом водоросли достаточно часто бывает покрыт слизью, которая удерживает воду внутри водоросли, препятствует излишней ее потере.

6. Внутри водоросли часто можно заметить воздушные пузырьки, которые помогают им удерживать вертикальное положение в воде.

7. Размножение водорослей обычно происходит в период прилива. В это время споры и гаметы выходят из тела растения и дают начало новым водорослям. Молодые особи начинают свое развитие практически сразу же, чтобы не быть унесенными в море во время отлива.

Для водорослей характерно как половое, так и бесполое размножение. При половом размножении водоросли образуют гаметы, отличающиеся большим разнообразием: у некоторых видов они подвижные, у некоторых – нет, у некоторых мужская и женская гамета различаются по внешнему виду, у других – они схожи друг с другом. При бесполом размножении водоросли размножаются спорами или частями таллома. У многих водорослей происходит планомерное чередование полового и бесполого поколения. Иногда спорофит и гаметофит – разные особи, живущие в разное время и часто даже в разном месте, а иногда одна и та же особь может продуцировать то споры, то гаметы – в зависимости от времени года и условий окружающей среды.

Экология водорослей

Водоросли – самая древняя группа растений на Земле. Они обитают как в воде, так и на суше – во влажной почве, на коре деревьев. Также они способны вступать в симбиоз с грибами и образовывать лишайники. Бурые водоросли вместе с кораллами формируют океанические острова.

Водоросли являются началом цепей питания, так как способны улавливать энергию света и превращать ее в энергию химических связей в органических веществах, которые являются пищей для животных, начиная простейшими и заканчивая млекопитающими. Не менее важной функцией водорослей является обогащение воды кислородом, который они выделяют в процессе фотосинтеза. Без кислорода в воде не смогли бы дышать ни животные, ни сами растения. (Здесь хочется напомнить, что дыхание – это процесс, в ходе которого все живые организмы поглощают кислород и выделяют углекислый газ, при этом кислород используется для синтеза энергии для реализации абсолютно всех процессов жизнедеятельности. Не следует путать понятия «дыхание» и «фотосинтез», они не взаимоисключающие, более того — растения способны и дышать, и фотосинтезировать. Более подробно о биологии этих явлений мы поговорим в уроке «Обмен веществ»). Водоросли поставляют многим животным среду для обитания: в толще их разветвленного таллома часто живут многие беспозвоночные, а также молодь рыб и земноводных.

Человек также активно использует водоросли: их возделывают в крупных масштабах для получения ценных пищевых добавок в животноводстве, в промышленности из водорослей извлекают соли калия, йод, бром и другие вещества, морская капуста (ламинария) имеет пищевое, диетическое и кормовое значение. Агар-агар, получаемый из некоторых бурых водорослей, используется в пищевой промышленности и в лабораториях.

Важно понимать, что загрязнение водоемов (сбрасывание нечистот, химических отходов, металлического лома, гниющей древесины и других вредных для водоема компонентов) ведет к нарушению равновесия имеющихся в нем условий, оптимальных для жизнедеятельности водорослей: процессы гниения требуют привлечение большого количества кислорода, поэтому доля растворенного в воде О2, пригодного для использования растениями, значительно сокращается (они не могут дышать и, следовательно, и синтезировать энергию), при растворении различных химических веществ рН воды изменяется, в ней формируются опасные соединения, также возможно развитие вредных бактерий (для которых такая среда, наоборот, является привлекательной). Все это неизбежно ведет к гибели растений и животных, вымиранию водоема.

Лишайники

Лишайники – симбиотические организмы, сочетающие в себе зеленую водоросль (иногда – цианобактерии) и гриб.

Такое сожительство подразумевает взаимную выгоду. Растение, будучи автотрофом, поставляет гетеротрофу-грибу необходимые ему органические вещества. Гриб, способный поглощать из почвы воду и минеральные вещества, отдает часть их водоросли. Кроме того, он защищает водоросль от высыхания, обеспечивая ее необходимой для жизни средой.

Такое строение лишайника позволяет ему существовать в различных (даже крайне неблагоприятных) условиях и получать питание из воздуха, атмосферных осадков, влаги росы и тумана, и даже из частиц пыли, осевших на слоевище. Их можно встретить даже на голых скалах и камнях, на черепице домов, и в других тяжелых для жизни условиях.

Тело лишайника представлено слоевищем. Обычно они имеют серый, реже – светлый или бурый цвет. Растут они крайне медленно, и их возраст достигает иногда сотен лет. По внешнему виду лишайники делят на накипные, листоватые и кустистые. Накипные лишайники являются наиболее просто организованными и формируют 80-90% всех видов.

Наиболее распространенный способ размножения у лишайников – вегетативный (частями слоевища).

Экология лишайников

Жизнедеятельность лишайников очень интересна. С одной стороны, лишайники очень чувствительны к загрязнениям воздуха, поэтому их не встретишь в черте города или в промышленной зоне, и их называют «индикаторами чистоты», с другой стороны – лишайники могут расти там, где не могут существовать никакие другие растения, поэтому их называют «пионерами растительности». Лишайники играют очень важную роль в почвообразовании, так как они способны выделять различные кислоты, расщепляющие непригодный для жизни субстрат, и перерабатывать его в почву. Таким образом, вместе с бактериями, грибами и другими водорослями они создают условия для жизни других, более развитых организмов, в том числе растений и животных.

Для человека интересны кормовые лишайники (например, ягель) – он служит пищей для оленей, косулей, маралов. Некоторые виды лишайников используются в пищу самим человеком. Также лишайники использует парфюмерная, химическая и фармацевтическая промышленность.

1. Систематика растений ЕГЭ

2.

Основы
современной систематики
растений были заложены шведским
естествоиспытателем К. Линнеем в XVIII
в.
дал
определение понятия «вид»
ввел
бинарную номенклатуру
установил четкую соподчиненность
между систематическими категориями
создал классификацию растений и
животных.

3.

Название
каждого вида должно
состоять из двух слов: одно
обозначает род, оба слова — вид.
Например: род «одуванчик», вид
«одуванчик лекарственный».
В систематике растений
выделяют 7 категорий (или
таксонов): царство, отдел,класс,
порядок, семейство, род и вид.

4.

Установите последовательность расположения таксономических названий,
начиная с наибольшего. Запишите в таблицу соответствующую
последовательность цифр.
1) Растения
2) Плаун
3) Плауновидные
4) Плауновые
5) Эукариоты
6) Плаун булавовидный

5.

Надцарство:
Эукариоты
Царство: Растения
Отдел: Плауновидные
Семейство: Плауновые
Род: Плаун
Вид: Плаун булавовидный

6.

Царство Растений делят на две большие
группы: низшие и высшие.
К низшим растениям относятся все отделы
водорослей.
Высшие, в свою очередь, разделяются на
споровые и семенные.
К споровым относятся Мохообразные и
Папоротникообразные (в современной
систематике эту группу делят на три отдела —
Плауновидные, Хвощевидные и
Папоротниковидные)
К семенным — Голосеменные и Цветковые
(Покрытосеменные).

7. ВОДОРОСЛИ

8. Общая характеристика

Водоросли — это низшие растения, большинство из них обитает в
водной среде.
Размеры от микроскопических (одноклеточные формы) до 60 м
длины (макроцистис).
Тело таллом, или слоевище.
Ризоиды – прикрепление к субстрату. (выросты клеток)
Одноклеточные и многоклеточные (нитчатые и пластинчатые)
формы.
Есть клеточная стенка.
Внутри одно или нескольких ядер, вакуоль, и другие органоиды.
Размножение бесполым или половым путем.

9. Отдел Зеленые водоросли -это самый крупный отдел водорослей

10.

К этому виду относятся-пресноводные и
морские формы, некоторые виды — почвенные.
Характерен хлорофилл, который преобладает
над другими пигментами (каротиноидамижелтый,красный,оранжевый).
Запасное вещество — крахмал.

11. Одноклеточные зеленые водоросли

12. Хламидомонада

Пресноводная водоросль.
Есть 2 жгутика, у их основания – две сократительные вакуоли.
Хроматофор крупный, чашевидной формы, в цитоплазме есть одно ядро
Глазок служит для восприятия уровня освещенности.
Характерен положительный фототаксис – движение в сторону, где свет. (т.е.
хламидомонада движется в более освещенное место)
Пиреноид – запасание крахмала.
Размножение происходит бесполым (в благоприятных условиях с помощью
гаплоидных зооспор) и половым (изогамия, в неблагоприятных условиях) путем.
После образования зиготы она покрывается толстой оболочкой и в таком состоянии
зимует. Весной в ней происходит мейоз, оболочка разрывается и из нее выходит 4
молодые гаплоидные особи. Таким образом, у хламидомонады большую часть
жизни занимает гаплоидная фаза, т. е. в ее жизненном цикле доминирует гаметофит
(половое поколение растений, представляющее собой зеленое
растение,образующее половые клетки-гаметы)

13.

14.

15. Хлорелла

Может
обитать в воде, почве, на поверхности почвы или коре
деревьев во влажных местах.
Жгутиков,
глазка и сократительных вакуолей нет, внутри
клетки – ядро,хроматофор и цитоплазма с органоидами.
Размножение
только бесполое (с помощью неподвижных спор)

16. Плеврококк

наземная водоросль.
Клетка шаровидной формы, не имеет вакуоли, глазка и жгутиков,
содержит хроматофор и одно ядро.
Плеврококк встречается повсеместно, образуя зеленые налеты на
деревьях, скалах и почве.
Размножается делением на две клетки.

17. Колониальные зеленые водоросли

Вольвокс — колониальная пресноводная зеленая водоросль.
Колония выглядит как полый шар, поверхность которого
образована клетками, соединенными между собой
цитоплазматическими тяжами.
Каждая клетка колонии гаплоидна (диплоидна только
стадия зиготы).
Одно ядро, хроматофор и 2 жгутика.
В колонии существует специализация клеток: периферическую
часть составляют вегетативные клетки, а между ними находятся
более крупные генеративные.
В результате делений генеративных клеток образуются дочерние
колонии, которые находятся внутри материнской, а после ее
гибели выходят наружу.
Также характерно половое размножение.

18.

19. Многоклеточные зеленые водоросли

20. Спирогира

Нитчатая пресноводная водоросль.
Снаружи покрыта оболочкой, ризоидов нет. Внутри каждой
клетки расположены несколько нитей спирального хроматофора,
ядро и цитоплазма с органоидами.
Большую часть клетки занимает центральная вакуоль.
Бесполое размножение происходит фрагментацией (когда особь
делится на две или несколько частей-фрагментов, каждая растет
и образует новый организм) нитей; половое — конъюгацией(
сливаются вегетативные клетки, лишенные жгутиков).
Две клетки разных нитей сливаются друг с другом, и возникает
зигота (диплоидная стадия). В зиготе происходит мейоз и
образуются 4 гаплоидные клетки; 3 из них отмирают, а
оставшаяся дает начало новой нити.

21.

22. Улотрикс

Нитчатая пресноводная водоросль. Состоит из одного ряда клеток,
с помощью базальной клетки прикрепляется к субстрату.
Клетка не имеет жгутиков, содержит одно ядро, хроматофор в
форме пояска и вакуоль.
Размножение бесполое и половое.
При бесполом размножении в клетке нити образуются
зооспоры,затем оболочка разрывается, и они выходят наружу.
Проплавав некоторое время,зооспоры оседают и путем деления
образуют новую нить.
При половом размножении внутри одной из клеток образуются
изогаметы, которые выходят наружу и попарно сливаются.
После образования зиготы происходит мейоз, формируются
зооспоры, дающие новое растение.

23.

24.

25. Ульва

Пластинчатая морская водоросль.
Тело представляет собой двуслойную пластинку,
прикрепленную к субстрату суженным в короткий черешок
основанием.
Отдельная клетка содержит одно ядро, вакуоль и хроматофор.
Размножение бесполое и половое.
Для ульвы характерно чередование поколений: на гаметофите
развиваются гаплоидные гаметы, в воде они сливаются, и из
зиготы развивается спорофит; в нем происходит мейоз и
образуются споры, из которых развивается гаметофит.
При этом спорофит (бесполое поколение растений,на котором
образуются споры) и гаметофит внешне выглядят одинаково.

26.

27. Кладофора

Пластинчатая
морская или пресноводная
водоросль.
Имеет
вид прикрепленных кустиков из ветвящихся
нитей, образованных одним рядом многоядерных
клеток со слоистой оболочкой и сетчатым
хроматофором.
Бесполое
размножение происходит с помощью
зооспор (подвижные споры водорослей), половое
— с помощью изогамет (- гаметы, одинаковые по
форме, величине, подвижности).

28.

29. Отдел Бурые водоросли

30. Общая характеристика

Морские формы, преимущественно распространенные в
холодных морях.
Могут образовывать огромные скопления (Саргассово
море).
Окраска варьирует от оливково-зеленой до темно-бурой
из-за присутствия бурого пигмента фукоксантина.
Слоевище многоклеточное, лентовидное (ламинария),
кустистое (саргассы) или разветвленное (фукус).
У некоторых видов появляются проводящие элементы.
Бесполое размножение происходит с помощью спор,
половое — с помощью гамет разного типа.
Запасные вещества накапливаются в форме липидов,
многоатомного спирта маннита и углеводов
(ламинарит).

31.

32. Отдел Красные водоросли (Багрянки)

33. Общая характеристика

Обитают в основном в морях, реже встречаются пресноводные формы.
Заселяют значительные глубины.
Встречаются одноклеточные и многоклеточные формы.
Содержат хлорофилл, каротиноиды и фикобилины (красные пигменты).
Слоевища нитевидные, кустистые,пластинчатые (порфира), у некоторых
расчленены.
У многих есть ризоиды.
Оболочка клеток покрыта слоем пектинов, из которых получают агар-агар.
Запасное вещество — липиды и крахмал.
Бесполое размножение с помощью неподвижны спор, которые образуются в
спорангиях; половой процесс — оогамия (вид полового процесса, при
котором сливаются резко отличающиеся друг от друга половые клетки —
крупная неподвижная яйцеклетка с мелкой, обычно подвижной, мужской
половой клеткой –сперматозоидом).

34. Значение водорослей в природе и использование их человеком

35.

Выделяют кислород.
Пищевое (ламинария, порфира).
Кормовое (фукус, хлорелла).
Источник йода.
Промышленное: получение солей натрия и калия, агарагара.
При массовом размножении вызывают «цветение» воды
(хламидомонада),при котором в воде падает
содержание кислорода.
Некоторые виды (хлорелла) используют на космических
кораблях и подводных лодках для очистки воздуха от
углекислого газа.

36. ОТДЕЛ МОХООБРАЗНЫЕ

37. Общие признаки

В жизненном цикле преобладает гаметофит.
Спорофит (у мхов он называется спорогонием) представлен
коробочкой, ее ножкой и гаусторией (это длинный тяж,
внедряющийся в гаметофит).
Для оплодотворения необходима вода.
Ткани слабо развиты или отсутствуют.
Покровные ткани не имеют устьиц и кутикулы.
Проводящие ткани не имеют трахеид и ситовидных трубок.
Корней нет. Есть ризоиды — нитчатые выросты стебля,
участвующие в поглощении веществ из почвы и удерживающие
растение.
Листья и стебли мхов не гомологичны листьям и стеблям
сосудистых растений.

38. Класс Печеночники или Печеночные мхи

39.

Обитают во влажных тропических и субтропических
лесах, но некоторые виды встречаются в умеренном
климате.
Гаметофит представлен пластинчатым или
листостебельным талломом (слоевищем). Есть
одноклеточные ризоиды.
Листья всегда однослойные и состоят из однородных
клеток.
Споры развиваются непосредственно под стенкой
коробочки, т. е. она является спорангием.
Коробочка не имеет механизмов для выбрасывания
спор:при созревании спор стенка коробочки либо
растрескивается, либо сгнивает.
Для всех печеночников характерна микориза
(симбиотическая ассоциация мицелия гриба с корнями
высших растений).
Представитель: маршанция.

40. Маршанция

41. Класс Листостебельные мхи или Мхи

42. Общая характеристика

Есть стебли с листьями;.
У большинства видов листья многослойные
(искл. — сфагновые мхи).
Есть ризоиды, которые всегда многоклеточные
(искл.: у сфагновых мхов ризоидов нет).
Коробочка состоит из крышечки и урночки.
Внутри урночки формируется спорангий со
спорами. При созревании крышечка
отскакивает, и споры активно разбрасываются.
Из споры развивается протонема (имеет форму
нити или пластинки), которая сильно
отличается от взрослого гаметофита.

43. Подкласс Зеленые мхи

Побег
У
не ветвится.
всех есть ризоиды.
Листья
простые, на них есть средняя
жилка (выполняет транспортную
функцию), могут быть одно- или
многослойными.
Стебель
состоит из трех частей:
эпидермы, коры (живая механическая
ткань и паренхима) и центрального тяжа
(слабо дифференцированные проводящие
ткани).

44.

45.

46.

47.

48. Подкласс Сфагновые мхи (Белые мхи, Торфяные мхи)

49. Общая характеристика

Один род — Сфагнум.
Наиболее широко распространены в умеренной зоне Северного полушария, где они
формируют сфагновые болота.
Поселяясь на влажных территориях, они способствуют их заболачиванию, т. к. могут
быстро поглощать влагу в больших количествах и прочно ее удерживать.
У молодых растений есть ризоиды.
С началом ветвления рост ризоидов прекращается и взрослые растения их не имеют.
Стебель сильно ветвится, часть боковых веток расположена горизонтально (они
отвечают в основном за фотосинтез), другие расположены практически вертикально,
при этом плотно прилегая к главному стеблю. Эти побеги участвуют в поглощении
воды из почвы и ее транспортировке к вершине побега.
Листья однослойные и состоят из двух типов клеток:водоносных и
фотосинтезирующих.
Водоносные клетки накапливают воду.Они мертвые, крупные, с сильно развитой
оболочкой.
Фотосинтезирующие клетки живые, узкие, длинные, в них много хлоропластов.

50.

51. Цикл развития сфагнума.

Жизненный цикл начинается с прорастания
споры и формирования протонемы.
На ней образуются почки, из которых
развивается гаметофит.
На гаметофите формируются половые органы, в
которых развиваются гаметы (в основном
сфагнумы — однодомные растения).
После оплодотворения образуется зигота, из
которой развивается коробочка. В коробочке
созревают споры.

52. Значение моховидных

Средообразующее
— образуют
многочисленные болота.
Вызывают
сукцессии — заболачивают
леса, что приводит к переходу леса в
болото.
Антисептический
и перевязочный
материал — в войну сфагнум применяли
вместо ваты.
Торф
— топливо, удобрение,
промышленное сырье (получение спирта
и других органических веществ).

53. ОТДЕЛ РИНИОФИТЫ (ПСИЛОФИТЫ)

54.

Этот отдел включает вымершие формы,
которые были первыми наземными высшими
растениями.
Они обитали по берегам водоемов.
Риниофиты не имели типичных побегов и
корней, их тело состояло из дихотомически
ветвящихся вертикальных осей, которые с
помощью ризоидов прикреплялись к почве.
Высота этих растений не превышала 45—50 см.
Снаружи их тела покрывала эпидерма, внутри
была хорошо развита проводящая система.
Размножение происходило с помощью спор,
расположенных в спорангиях на вершине
вертикальных осей.

55. ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ

56. Общие признаки

В цикле развития доминирует спорофит,
гаметофит сильно редуцирован.
Есть все типы тканей: покровная,
механическая, основная, проводящая и
образовательная.
Проводящая ткань впервые образует
транспортную систему,объединяющую все
органы.
Есть все вегетативные органы: стебель, корень,
лист.
Для оплодотворения необходима вода.

57. Отдел Папоротниковидные (Папоротники)

58. Общая характеристика

Несколько
видов (сальвиния) — водные
растения. В основном являются
травами,также встречаются древовидные
формы.
Для
папоротников характерна
макрофилия — наличие относительно
крупных листьев (вайи).
Листья
состоят из основания, черешка и
перисто-рассеченной листовой
пластинки.
Листья
часто покрыты чешуйками.

59.

На листьях с нижней стороны формируются
специальные образования — сорусы, в которых
находятся спорангии и созревают споры.
Для папоротников характерно корневище, на
котором развиваются придаточные корни.
Камбий отсутствует.

60. Представители: орляк, щитовник мужской, кочедыжник женский, сальвиния.

61.

62. Жизненный цикл щитовника мужского

63.

64.

Доминирует спорофит. (Спорофит-растение,на котором
образуются споры)
На нижних сторонах листьев формируются сорусы, содержащие
спорангии с созревающими спорами (образуются мейозом).
Споры разбрасываются благодаря наличию в спорангии кольца —
полоски из толстостенных клеток.
Затем споры прорастают и формируют заростки.
Заросток папоротника — это небольшая зеленая многоклеточная
пластинка сердцевидной формы, не расчлененная на органы и не
имеющая корней (у заростка развиваются ризоиды).
На нижней стороне гаметофита формируются антеридии и
архегонии.
в них митозом образуются гаметы, и с помощью капельной влаги
происходит оплодотворение.
Далее из зиготы развивается спорофит.

65.

Существуют равноспоровые (щитовник,
кочедыжник) и разноспоровые (сальвиния)
папоротники.
В спорофитах равноспоровых растений
развиваются одинаковые
споры.
У разноспоровых папоротников развиваются два
типа спор: мегаспоры и микроспоры.
Оба типа спор формируются в соответствующих
спорангиях. Из микроспоры развивается
мужской заросток с антеридием, из мегаспоры
формируется женский заросток с архегонием.

66. Отдел Плауновидные

67. Общая характеристика

Жизненная форма – многолетние травы.
Имеют побеги и корни (главного корня нет,
развиваются придаточные и боковые)
Выделяют два типа побегов: стелющиеся
горизонтальные и вертикальные, на которых
развиваются спороносные колоски.
Характерна микрофиллия – листья имеют
относительно мелкие размеры

68.

69. Жизненный цикл плауна булавовидного

Доминирует спорофит
В спороносных колосках развиваются
спорангии, в которых происходит мейоз и
формируются споры
Споры высеиваются, прорастают и из них
развивается бесцветный заросток (гаметофит)
На одном заростке образуются и антеридии,
и архегонии, в которых развиваются гаметы.
С помощью капельной влаги происходит
оплодотворение и образуется зигота.
В дальнейшем из зиготы развивается спорофит.

70. Общая характеристика отдела Хвощевидные

Характерны горизонтальные подземные побеги
— сильно ветвящиеся корневища,на которых
хорошо развиты придаточные корни.
Надземные побеги с полыми междоузлиями.
Выделяют два типа надземных побегов:
ветвящиеся вегетативные зеленого цвета, с
чешуевидными листьями (так называемые
летние побеги), и неветвящиеся спороносные,
лишенные хлорофилла (так называемые
весенние побеги), на верхушках которых
развиваются спороносные колоски.

71.

Листорасположение
мутовчатое, листья
сильно редуцированы до небольших
зубчиков, которые срослись вместе и
образуют пленчатое кольцо в каждом
узле.
Фотосинтез
чаще всего происходит в
стебле.
Эпидерма
стебля имеет утолщенные
стенки, в которых откладывается
кремнезем, увеличивающий прочность
побега.

72.

73.

74.

Доминирует спорофит.
Ранней весной появляются спороносные побеги, на
которых формируются спорангии со спорами
(образуются мейозом).
После созревания споры высыпаются и
распространяются ветром.
Затем споры прорастают, формируя гаметофит
(заросток). Заросток сначала имеет форму однослойной
пластинки зеленого цвета, а затем становится
многослойным.
На заростке развиваются половые органы, в которых
созревают мужские и женские гаметы.
Оплодотворение происходит при наличии капельной
влаги.
В дальнейшем из зиготы развивается спорофит.

75. Значение папоротникообразных

Сорняки (хвощи), причем довольно
трудноискоренимые.
Пищевое — в некоторых странах в пищу
употребляются молодые листья папоротников и
молодые спороносные побеги хвощей.
Полировка различных материалов и чистка
металлической посуды (стебли хвощей).
Присыпка в медицине (споры плаунов).
Каменный уголь — важный вид топлива для
получения электроэнергии.

76. Тренировочные задания!

1)К какой группе относится растение, фрагмент которого представлен на
фотографии?
1) Водоросли
2) Мхи
3) Папоротникообразные
4) Голосеменные

77.

2)К какой группе относится растение, фрагмент которого представлен на
фотографии?
1) Водоросли
2) Мхи
3) Папоротникообразные
4) Голосеменные

78.

3)На какой картинке изображена водоросль?

79. 4)К какому отделу растений относится маршанция?

1) Бурые водоросли
2) Зелёные водоросли
3) Мхи
4) Папоротникообразные

80. 5)К какому отделу растений относится улотрикс?

1) Бурые водоросли
2) Зелёные водоросли
3) Мхи
4) Папоротникообразные

81. 6)Какая из перечисленных водорослей наиболее часто используется человеком в пищу?

1) хламидомонада
2) хлорелла
3) ламинария
4) эвглена

82. 7)Какие растения состоят из сходных по строению клеток, не образующих тканей?

1) водоросли
2) плауны
3) папоротники
4) мхи

83. 8)По каким признакам моховидных отличают от других растений?

1) имеют листья, стебель и ризоиды
2) способны к фотосинтезу
3) размножаются спорами
4) в процессе их развития происходит чередование поколений

84. 9)Фотосинтез у одноклеточной зелёной водоросли хламидомонады протекает в

1) ядре
2) хроматофоре
3) светочувствительном глазке
4) пульсирующей вакуоли

85. 10)Представители какого отдела царства Растения изображены на рисунке?

1) Покрытосеменные
2) Моховидные
3) Голосеменные
4) Папоротниковидные

86. 11)Представитель какого отдела царства Растения изображён на рисунке?

1) Голосеменные
2) Покрытосеменные
3) Плауновидные
4) Моховидные

87. 12)На рисунке изображён представитель

1) болезнетворных бактерий
2) одноклеточных грибов
3) одноклеточных водорослей
4) вирусов

88.

13) Задание 10 (ЕГЭ)
Установите соответствие между представителями растительного царства и их
особенностями.
ПРЕДСТАВИТЕЛИ
А) листостебельное растение в почве закрепляется ризоидами
Б) в цикле развития преобладает спорофит
В) споры образуются в коробочках
Г) споры образуются в спорангиях, на нижней стороне листьев
Д) из споры развивается заросток
Е) из споры развивается зелёная нить
А
Б
В
Г
Д
ОСОБЕННОСТИ
1) Мхи
2) Папоротники
Е

89.

14)Задание 10 (ЕГЭ)
Установите соответствие между признаком растений и отделом, для которого этот
признак характерен.
Отдел
Признак растений
А) отсутствие корней
1) Моховидные
2) Папоротниковидные
Б) развитая проводящая система
В) наличие водоносных клеток
Г) недоразвита проводящая система, поэтому размеры растения ограничены
Д) спорофит преобладает над гаметофитом
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А
Б
В
Г
Д
Е

90.

15)Установите соответствие между признаком растения и систематической группой,
для которой он характерен.
ПРИЗНАК
A) в цикле развития преобладает гаметофит
Б) взрослое растение — спорофит
B) споры образуются в коробочках
Г) споры образуются в спорангиях на нижней стороне листьев
Д) из споры развивается заросток
Е) из споры развивается предросток (протонема)
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А
СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ГРУППА
Б
В
Г
1) Моховидные
2) Папоротниковидные
Д
Е

91.

16)Установите соответствие между характеристикой и группой растений.
ХАРАКТЕРИСТИКА
А) не имеют тканей
Б) не имеют органов
В) имеют коробочки со спорами
Г) у некоторых представителей имеются водоносные клетки
Д) спорофит развивается на гаметофите
Е) содержат одноклеточные и многоклеточные организмы
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А
Б
ГРУППА РАСТЕНИЙ
1) Зелёные водоросли
2) Моховидные
В
Г
Д
Е

92.

17)Установите соответствие между признаком организма и организмом: к каждой
позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго
столбца.
ПРИЗНАКИ ОРГАНИЗМА
А) спорофит паразитирует на гаметофите
Б) у спорофита имеется один спорогон
В) гаметофит обоеполый
Г) у спорофита есть корни
Д) гаметофит многолетний
Е) гаметофиты образуются из зелёной нити – протонемы
ОРГАНИЗМ
1) мох кукушкин лён
2) папоротник орляк
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А
Б
В
Г
Д
Е

93.

18)Установите соответствие между характеристиками и отделами растений: к каждой
позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго
столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) споры образуются в стробилах
Б) клетки не дифференцированы
В) основная стадия жизненного цикла
гаплоидная
Г) имеет придаточные корни
Д) только сперматозоиды имеют жгутики
Е) зимует в виде корневища
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А
Б
ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ
В
1) Зелёные водоросли
2) Плауновидные
Г
Д
Е

94.

19)Установите соответствие между характеристиками и представителями
организмов: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите
соответствующую позицию из второго столбца.
ПРЕДСТАВИТЕЛЬ
ХАРАКТЕРИСТИКА
А. тело представлено
талломом
Б. листья редуцированы до
чешуй
В. споры развиваются в
колосках
Г. преобладание гаметофита
Д. развито корневище с
придаточными
корнями в узлах
Е. образует подвижные
зооспоры
А
Б
В
1. 1
2. 2
Г
Д
Е

95.

20)Установите правильную последовательность стадий жизненного цикла
мха (на примере кукушкиного льна) начиная с зиготы.
1) образование зиготы
2) образование половых клеток на листостебельном растении
3) образование коробочки на ножке
4) образование гаплоидных спор мейозом
5) образование листостебельного растения из споры
6) миграция сперматозоида к яйцеклетке

96.

21)Установите последовательность этапов развития мха кукушкина льна,
начиная с прорастания споры.
1) образование предростка (протонемы)
2) оплодотворение при наличии воды
3) прорастание споры
4) развитие на предростке женских или мужских растений
5) созревание на мужских растениях сперматозоидов, на женских —
яйцеклеток
6) развитие из зиготы на женском растении коробочки со спорами

97.

22)Установите последовательность стадий жизненного цикла мха
сфагнума, начиная с оплодотворения. В ответе запишите
соответствующую последовательность цифр.
1) оплодотворение
2) развитие листостебельного растения
3) развитие коробочки на ножке (спорофита)
4) развитие половых органов и гамет
5) развитие спор
6) прорастание протонемы

98.

23)Установите последовательность таксономических названий, начиная с
самого мелкого. Запишите в таблицу соответствующую
последовательность цифр.
1) Улотрикс
2) Эукариоты
3) Улотриксовые
4) Зелёные водоросли
5) Улотрикс опоясанный
6) Растения

99.

24)Задание 24
Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в
которых они сделаны, исправьте их.
1. Бурые водоросли обитают в морях и состоят из разнообразных тканей.
2. В их клетках наряду с хлорофиллом содержатся и другие пигменты,
улавливающие солнечный свет. 3. Водоросли способны образовывать
органические вещества из неорганических как при фотосинтезе, так и при
хемосинтезе. 4. Водоросли поглощают воду и минеральные соли с
помощью ризоидов. 5. Водоросли — основной поставщик кислорода в
морях и океанах. 6. Морскую водоросль — ламинарию человек
употребляет в пищу.

100.

25)Задание 24
Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера
предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
1. Водоросли — это группа низших растений, обитающих в водной среде.
2. У них отсутствуют органы, но имеются ткани: покровная,
фотосинтезирующая и образовательная.
3. В одноклеточных водорослях осуществляется как фотосинтез, так и
хемосинтез.
4. В цикле развития водорослей происходит чередование полового и
бесполого поколений.
5. При половом размножении гаметы сливаются, происходит
оплодотворение, в результате которого и развивается гаметофит.
6. В водных экосистемах водоросли выполняют функцию продуцентов.

101.

26)Задание 25 ЕГЭ
Какова роль опушения стеблей, листьев,
плодов и семян растений?

1


ЕГЭ СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ Автор: Козлова Н.А. учитель биологии МОУ СОШ 26

2


ВОДОРОСЛИ – НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ Тело водоросли представлено одной клеткой или слоевищем, не разделенным на ткани и органы. В клетках водорослей кроме хлорофилла могут быть желтые, бурые и красные пигменты, а также разные запасающие вещества. ПОЦАРСТВО БАГРЯНКИ

3

4

5


РАЗМНОЖЕНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ БЕСПОЛОЕ И ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

6


ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ

7


КРАСНАЯ ВОДОРОСЛЬ — ГРАЦИЛЯРИЯ БУРАЯ ВОДОРОСЛЬ — ЛАМИНАРИЯ

8

9

10

11


Эры (продол-ть) Периоды Появляющиеся растения Господствующие растения Вымирающие растения Кайнозойская, 6270 млн лет Антропогенов ый Неогеновый Палеогеновый Культурные растения Современные покрыто- семенные Современная флора Виды, подвергающиеся биологическому регрессу Мезозойская, 240 млн лет Меловой Юрский Триасовый Древние покрытосеменные Первые покрытосеменные Современные голосеменные Голосеменные Древние голосеменные Голосеменные, папоротники Древние голосеменные Семенные папоротники Палеозойская, 570 млн лет Пермский Каменнугольн ый Девонский Силурийский Ордовикский Кембрийский Древние голосеменные Семенные папоротники Грибы, мхи, папоротники, хвощи, плауны Псилофиты Крупные многоклеточные водоросли Семенные папоротники, травянистые папоротники Гигантские папоротники, хвощи, плауны Псилофиты, водоросли Водоросли Бактерии, сине-зеленые, зеленые и красные водоросли Древовидные папоротники, хвощи, плауновидные Псилофиты Многие виды водорослей Протерозойск ая, 6200 млн лет Зеленые и красные водоросли Зеленые водоросли, сине-зеленые, бактерии Архейская, 3500 млн лет Сине-зеленые, бактерии Развитие растительного мира на Земле

12


Отдел Жизненн ая форма Преоблад аю­щее поколение Размн ожени е Представи тели Значение Выс­ шие спорновые Мохоо бразн ые Папор отнико образ­ ные Плаун новые Хвоще вые Травы Травы; в тропиках деревья Травы Гаметофит Спорофит Споры Кукушкин лен, сфагнум Щитовник, орляк Плаун Хвощ Компонент биоценоза; вызывают заболачивание почвы, участвуют в образовании торфа. Современные образуют подлесок в лесах; древние древовидные сформировали залежи каменного угля. Вечнозеленые растения в подлеске светлых лесов. Споры собирают и применяют в металлургии, медицине, пиротехнике. Сорняки полей. Компонент биоценоза лесов, болот, подлеске светлых лесов. Споры собирают и при­меняют в металлургии, медицине, пиротехнике Сорняки полей. Компонент биоценоза лесов, болот. Сравнительная характеристика отделов высших растений

13

14


ПЕРВЫЕ НАЗЕМНЫЕ РАСТЕНИЯ — ПСИЛОФИТЫ

15


МХИ Из всех высших растений только у мхов в жизненном цикле гаметофит преобладает над спорофитом; Многолетние невысокие растения; Корней нет – от основания стебля отрастают тонкие выросты из одного ряда клеток – ризоиды; Ризоиды служат для закрепления растений в почве; У большинства мхов есть побег – стебель с мелкими зелеными листьями.

16


ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ МХОВ: Несколько слоев прозрачных клеток стебля образуют кору; Под корой находится основная ткань, которая содержит хлоропласты; Проводящие и механические ткани мхов развиты слабо;

17


ЗЕЛЕНЫЙ МОХ КУКУШКИН ЛЕН

18

19


СФАГНУМ – ТОРФЯНОЙ МОХ ЗЕЛЕНЫЙ МОХ – КУКУШКИН ЛЕН

20


СФАГНУМ – ТОРФЯНОЙ МОХ Стебель сфагнума в отличие от стебля кукушкина льна сильно ветвиться. Его тонкие листья состоят из клеток двух типов. Одни из них мелкие, живые, содержат хлоропласты, в них идет фотосинтез. Другие клетки – крупные, прозрачные. Они мертвые, пустые и имеют стенки с порами. Через поры клетки впитывают большое количество воды (в 20 – 25 раз больше собственного веса). КЛЕТКИ ЛИСТА СФАГНУМА

21

22


ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ Все папоротникообразные имеют вегетативные органы – корень и побег Размножаются спорами В зависимости от особенностей строения выделяют отделы: Папоротникообразные, Хвощевидные и Плауновидные Наличие корней, листьев, проводящей системы свидетельствует о более высоком уровне организации чем мхи.

23

24

25

26


ПОБЕГИ ХВОЩА ПОЛЕВОГО ЛЕТНИЙ ПОБЕГ ВЕСЕННИЙ ПОБЕГ

27


Пример усложнения Результат Появление семени Увеличение выживаемости зародышей растений Появление пыльцевой трубки Выживание в засушливом климате Исчезновение жгутиковых спермиев Преобладание бесполого поколения в жизненном цикле Широкое распространение на Земле Важнейшие эволюционные изменения у семенных растений

28


Параметры СпораСемя Размер Очень мелкие, неразличимы невооруженным глазом От нескольких миллиметров до десятков сантиметров, различимы невооруженным глазом Строение Одноклеточное образование Многоклеточное образование Защита от внешних условий Нет Хорошо защищено плотной кожурой Необходимая среда для оплодотворения Капельно-жидкая Наземно-воздушная Сравнительная характеристика семян и спор

29

30


ГОЛОСЕМЕННЫЕ Произошли от древних семенных папоротников в девонском периоде Насчитывают около 700 видов деревьев и кустарников Основную группу составляют хвойные деревья: ель, сосна, лиственница, кедр, пихта и др. В жизненном цикле преобладает спорофит Деревья имеют ствол с хорошо развитой корой и древесиной, пронизанными смоляными ходами, где накапливаются смолы, эфирные масла, бальзамы, и хвойные или чешуевидные листья.

31

32

33


ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ Произошли от голосеменных (мезозой) Господствуют на большей части суши, создают основную часть фитомассы и кислорода Прогрессивные изменения вегетативных и генеративных органов

34


ОСНОВНЫЕ АРОМОРФОЗЫ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ Формирование сосудистых проводящих тканей – флоэмы и ксилемы Появление цветка, из завязи которого формируется плод, защищающий семена Двойное оплодотворение, обеспечивающее формирование триплоидного эндосперма, необходимого для развития диплоидного зародыша Редукция женского гаметофита до 8 клеток зародышевого мешка

35

36

37

38


Признаки Класс двудольные Класс однодольные Число семядолей в зародыше семени Две Одна Корневая система:Система главного корня Система придаточных корней а) происхождение б) форма Стержневая, мочковатая Мочковатая Лист Простой, сложный; пластинка цельная, рассеченная Простой, пластинка цельная Жилкование листа Сетчатое (перистое, пальчатое) Параллельное, дуговидное Число частей цветка Кратно четырем, пяти Кратно трем Главнейшие семейства Розоцветные, бобновые, крестоцветные, пасленновые, сложноцветные Лилейные, злаки Сравнительная характеристика классов отдела Покрытосеменные

39


Использованные материалы: УМК «Биология. Разнообразие живых организмов» для 7 класса под редакцией В.С.Кучменко, Л.Н.Сухоруковой. Издательство «Просвещение», 2008

ЕГЭ СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ

ПОЦАРСТВО БАГРЯНКИ

ВОДОРОСЛИ – НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ

Тело водоросли представлено одной клеткой или слоевищем, не разделенным на ткани и органы. В клетках водорослей кроме хлорофилла могут быть желтые, бурые и красные пигменты, а также разные запасающие вещества.

РАЗМНОЖЕНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ

БЕСПОЛОЕ И ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ

КРАСНАЯ ВОДОРОСЛЬ — ГРАЦИЛЯРИЯ

БУРАЯ ВОДОРОСЛЬ — ЛАМИНАРИЯ

Развитие растительного мира на Земле

Эры

(продол-ть)

Кайн о зойская,

62 — 70 млн лет

Периоды

Появляющиеся растения

Антропогеновый

Неогеновый

Палеогеновый

Мезозойская,

240 млн лет

Культурные растения

Современные покрыто-семенные

Меловой

Юрский

Триасовый

Господствующие растения

Палеозойская,

570 млн лет

Пермский

Каменнугольный

Девонский

Силурийский

Ордовикский

Кембрийский

Вымирающие растения

Современная флора

Протерозойская, 6200 млн лет

Древние покрытосеменные

Первые покрытосеменные

Современные голосеменные

Современные голосеменные

Голосеменные

Древние голосеменные

Древние голосеменные

Семенные папоротники

Грибы, мхи, папоротники, хвощи, плауны

Псилофиты

Крупные многоклеточные водоросли

Виды, подвергающиеся б иологическому регрессу

Архейская,

3500 млн лет

Семенные папоротники, травянистые папоротники

Гигантские папоротники, хвощи, плауны

Псилофиты, водоросли

Водоросли

Бактерии, сине-зеленые, зеленые и красные водоросли

Зеленые и красные водоросли

Голосеменные, папоротники

Древние голосеменные

Семенные папоротники

Древовидные папоротники, хвощи, плауновидные

Псилофиты

Многие виды водорослей

Зеленые водоросли, сине-зеленые, бактерии

Сине — зеленые, бактерии

Сравнительная характеристика отделов высших растений

Выс­шие споровые

Отдел

Жизненная форма

Мохообразные

Папоротникообраз­ные Плауновые

Хвощевые

Преобладаю­щее поколение

Травы

Травы; в

тропиках деревья

Травы

Размножение

Гаметофит

Спорофит

Представители

Споры

Значение

Кукушкин лен, сфагнум

Щитовник, орляк

Плаун

Хвощ

Компонент биоценоза; вызывают заболачивание почвы, участвуют в образовании торфа.

Современные — образуют подлесок в лесах; древние древовидные — сформировали залежи каменного угля. Вечнозеленые растения в подлеске светлых лесов. Споры собирают и применяют в металлургии, медицине, пиротехнике.

Сорняки полей. Компонент биоценоза лесов, болот, подлеске светлых лесов. Споры собирают и при­меняют в металлургии, медицине, пиротехнике Сорняки полей. Компонент биоценоза лесов, болот.

ПЕРВЫЕ НАЗЕМНЫЕ РАСТЕНИЯ — ПСИЛОФИТЫ

МХИ

• Из всех высших растений только у мхов в жизненном цикле гаметофит преобладает над спорофитом;
• Многолетние невысокие растения;
• Корней нет – от основания стебля отрастают тонкие выросты из одного ряда клеток – ризоиды;
• Ризоиды служат для закрепления растений в почве;
• У большинства мхов есть побег – стебель с мелкими зелеными листьями.

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ МХОВ:

• Несколько слоев прозрачных клеток стебля образуют кору;
• Под корой находится основная ткань, которая содержит хлоропласты;
• Проводящие и механические ткани мхов развиты слабо;

ЗЕЛЕНЫЙ МОХ КУКУШКИН ЛЕН

СФАГНУМ – ТОРФЯНОЙ МОХ

ЗЕЛЕНЫЙ МОХ – КУКУШКИН ЛЕН

СФАГНУМ – ТОРФЯНОЙ МОХ

Стебель сфагнума в отличие от стебля кукушкина льна сильно ветвиться. Его тонкие листья состоят из клеток двух типов. Одни из них мелкие, живые, содержат хлоропласты, в них идет фотосинтез. Другие клетки – крупные, прозрачные. Они мертвые, пустые и имеют стенки с порами. Через поры клетки впитывают большое количество воды (в 20 – 25 раз больше собственного веса).

КЛЕТКИ ЛИСТА СФАГНУМА

ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ

• Все папоротникообразные имеют вегетативные органы – корень и побег
• Размножаются спорами
• В зависимости от особенностей строения выделяют отделы: Папоротникообразные, Хвощевидные и Плауновидные
• Наличие корней, листьев, проводящей системы свидетельствует о более высоком уровне организации чем мхи .

ПОБЕГИ ХВОЩА ПОЛЕВОГО

ЛЕТНИЙ

ПОБЕГ

ВЕСЕННИЙ

ПОБЕГ

Важнейшие эволюционные изменения у семенных растений

Пример усложнения

Результат

Появление семени

Увеличение выживаемости зародышей растений

Появление пыльцевой трубки

Выживание в засушливом климате

Исчезновение жгутиковых спермиев

Преобладание бесполого поколения в жизненном цикле

Широкое распространение на Земле

Сравнительная характеристика семян и спор

Параметры

Спора

Размер

Семя

Очень мелкие, неразличимы невооруженным глазом

Строение

От нескольких миллиметров до десятков сантиметров, различимы невооруженным глазом

Одноклеточное образование

Защита от внешних условий

Многоклеточное образование

Нет

Необходимая среда для оплодотворения

Хорошо защищено плотной кожурой

Капельно-жидкая

Наземно-воздушная

ГОЛОСЕМЕННЫЕ

• Произошли от древних семенных папоротников в девонском периоде
• Насчитывают около 700 видов деревьев и кустарников
• Основную группу составляют хвойные деревья: ель, сосна, лиственница, кедр, пихта и др.
• В жизненном цикле преобладает спорофит
• Деревья имеют ствол с хорошо развитой корой и древесиной, пронизанными смоляными ходами, где накапливаются смолы, эфирные масла, бальзамы, и хвойные или чешуевидные листья.

ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ

• Произошли от голосеменных (мезозой)
• Господствуют на большей части суши, создают основную часть фитомассы и кислорода
• Прогрессивные изменения вегетативных и генеративных органов

ОСНОВНЫЕ АРОМОРФОЗЫ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ

• Формирование сосудистых проводящих тканей – флоэмы и ксилемы
• Появление цветка, из завязи которого формируется плод, защищающий семена
• Двойное оплодотворение, обеспечивающее формирование триплоидного эндосперма, необходимого для развития диплоидного зародыша
• Редукция женского гаметофита до 8 клеток зародышевого мешка

Сравнительная характеристика классов отдела Покрытосеменные

Признаки

Класс двудольные

Число семядолей в зародыше семени

Класс однодольные

Две

Корневая система:

Одна

Система главного корня

а) происхождение

Система придаточных корней

б) форма

Лист

Стержневая, мочковатая

Мочковатая

Жилкование листа

Простой, сложный; пластинка цельная, рассеченная

Простой, пластинка цельная

Сетчатое (перистое, пальчатое)

Число частей цветка

Параллельное, дуговидное

Кратно четырем, пяти

Главнейшие семейства

Кратно трем

Розоцветные, бобовые, крестоцветные, пасленовые, сложноцветные

Лилейные, злаки

Использованные материалы :

УМК

«Биология. Разнообразие живых организмов» для 7 класса

под редакцией

В.С.Кучменко, Л.Н.Сухоруковой.

Издательство «Просвещение», 2008