Строение размножение и развитие хвощей
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Хвощевидные в прошлом огромная, но почти полностью вымершая группа растений, расцвет которой пришелся на каменноугольный период.
Экология и распространение хвощей. Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Встречаются на влажной кислой почве, в сырых лесах, лугах, на болотах, то есть в самых разных растительных сообществах, но в любом случае в местах с достаточным или избыточным увлажнением. Часто они образуют большие заросли, а в некоторых типах низинных болот, по берегам водоемов и в сырых лесах хвощи нередко доминируют в травянистом покрове.
Особенности строения хвощей. Хвощи имеют зимующее корневище, от которого отходят придаточные корни. На корневище имеются клубеньки, которые содержат крахмал. Надземная часть стебля достигает у видов, обитающих в умеренной зоне, 0.5 - 1 м, у тропических видов стебли обычно более длинные.
Для хвощевидных характерно особое строение побегов, отличающее их от остальных высших споровых растений. Их побеги состоят из члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. Листья мелкие бурые чешуйчатые, сросшиеся в трубку. Функцию фотосинтеза выполняет зеленый стебель.
Другая особенность хвощей - накопление кремнезема в стенках клеток всего растения. Кремнезем играет механическую и защитную роль: хвощи практически не повреждаются моллюсками и насекомыми, их избегают позвоночные животные.
Размножение хвощей. Вегетативное размножение осуществляется путем фрагментации корневища, которое как и надземная часть имеет членистое строение и в узлах легко разламывается. Каждый фрагмент слоевища дает обильные побеги. В связи с наличием такого способа вегетативного размножения, хвощи являются трудноискоренимыми сорняками.
Весной на корневищах вырастают побеги, на которых располагаются спороносные колоски. Колоски содержат спорангии, в которых путем мейоза формируются гаплоидные споры. После раскрытия спорангия споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор развиваются гаметофиты (заростки). На нижней стороне гаметофита возникают бесцветные ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями.
Оплодотворение у хвощей осуществляется, как у всех споровых растений, в присутствии капельножидкой влаги на поверхности гаметофита. Сперматозоиды подплывают к женскому половому органу, один из них проникает в него и сливается с яйцеклеткой. Образующаяся зигота прорастает в спорофит.
Значение хвощей
Большинство хвощей несъедобно, но некоторые виды хвощей (хвощ полевой) используются как корм животных. В некоторых местностях он может быть и ядовитым. Его используют также и в медицине в качестве кровоостанавливющего и мочегонного средства при отеках. Иногда крахмалистые клубни и молодые спороносные колоски используются в пищу. Хвощ полевой — злостный сорняк. Хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ дубравный — ядовитые растения. Жесткие стебли хвоща зимующего можно использовать в качестве абразивного материала.
Характеристика отдела Папоротниковидные. Классификация и представители. Цикл развития, значение.
Отдел высших споровых растений, объединяющий около 12 тыс. современных видов. Для папоротников характерно:
· широко распространены в самых разнообразных климатических зонах, наибольшее число видов характерно для тропиков;
· жизненные формы разнообразны — многолетние травянистые, древовидные растения, лианы, эпифиты;
· в жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение с хорошо выраженными корнями, стеблями и листьями;
· корни всегда придаточные, с корневыми волосками;
· стебли хорошо развиты у древовидных форм; у травянистых папоротников побеги чаще всего представлены корневищами, часто покрытые различными волосками и чешуйками;
· в коре стебля имеется механическая ткань, в центре — несколько концентрических проводящих пучков; ксилема, образованная трахеидами, окружена флоэмой из ситовидных клеток без клеток-спутниц;
· листья (вайи), длительное время сохраняют способность к верхушечному росту; могут быть как цельными, так и перистыми; типичный
цельный лист дифференцирован на черешок и листовую пластинку; у подавляющего большинства папоротников листья перистые, имеющие черешок, продолжающийся в рахис — ось листа, на которой располагаются перья; часто листья совмещают функцию фотосинтеза и спороношения;
· спорангии располагаются на нижней поверхности листьев и чаще всего собраны группами — сорусами, покрытыми общим покрывальцем —индузием, представляющим собой вырост ткани листа;
· в основном папоротники — равноспоровые растения;
· из спор у подавляющего большинства равноспоровых папоротников развивается обоеполый гаметофит (называемый также заростком), имеющий вид зеленой пластинки, прикрепляющийся к субстрату ризоидами;
· архегонии и антеридии развиваются на нижней поверхности заростка;
· для оплодотворения необходима вода;
· из зиготы сначала развивается зародыш, а затем взрослый спорофит.
Щитовник мужской
Один из наиболее широко распространенных в Европе видов папоротников (рис. 71). Произрастает преимущественно в тенистых лесах. Спорофит представлен крупным многолетним травянистым растением высотой до 1 метра. Корневище мощное, обильно покрытое остатками черешков листьев прошлых лет и ржаво-бурыми чешуйками. От нижней части корневища отходят тонкие придаточные корни. Пластинка листа дваждыперисторассеченная. Два года листья развиваются в почках под землей и только на третий год весной появляются над поверхностью почвы, а к осени отмирают. Молодые листья закручены в виде улиток и долго растут своей верхушкой, постепенно раскручиваясь.
На нижней поверхности листьев вдоль средних жилок к осени образуются спорангии, собранные в сорусы. В результате мейотического деления клеток спорогенной ткани образуются гаплоидные споры. После созревания спор стенка спорангия разрывается, обеспечивая тем самым распространение спор.
Попав в благоприятные условия, спора прорастает и, из нее формируется гаметофит, который имеет вид сердцевидной пластинки длиной 1,5-5 мм. Заросток однослойный и только в средней части многослойный. На нижней, обращенной к земле, стороне образуется большое количество ризоидов, расположенных ближе к заостренной части пластинки. Здесь же находятся архегонии и антеридии. Архегонии располагаются на утолщенной части заростка, ближе к сердцевидной выемке, а антеридии — ближе к заостренной части, часто среди ризоидов. В антеридиях образуются лентовидные многожгутиковые (несколько десятков) сперматозоиды. Попав в воду, они устремляются к архегонию и через шейку проникают в его брюшко. Здесь происходит оплодотворение яйцеклетки и образование зиготы. Зародыш начинает развиваться в архегонии. До образования зеленого листа и собственных корней он зависит от гаметофита.
Значение папоротников
Папоротники служат пищей и средой обитания для многих микроорганизмов и беспозвоночных животных.
Как и другие растения, папоротники выделяют кислород, который необходим всем живым организмам для дыхания.
Папоротник сальвиния может приводить к зарастанию водоемов, так как быстро размножается вегетативным способом. Это может нанести вред животному и растительному сообществу водоемов.
Человек нередко использует папоротники в декоративных целях. Из их листьев изготавливают поделки. Выведены комнатные растения-папоротники.
Некоторые виды папоротников нашли применение в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского изготавливают противоглистные лекарства.
Некоторые папоротники съедобны. Например, молодые листья орляка обыкновенного, но не сырые, т.к. в таком виде они ядовиты. Также съедобен страусник обыкновенный. А вот щитовник ядовит.
Древовидные папоротники могут использоваться в строительстве.
Некоторые папоротники образуют симбиоз с цианобактериями, которые усваивают атмосферный азот. Такие папоротники в некоторых странах используют как удобрения.
При всем этом самым главным значением папоротников для человека является то, что благодаря их вымершим древесным формам образовались залежи каменного угля. Сейчас для человека уголь служит топливом и химическим сырьем, из которого изготавливают масла, смолы, пластмассы и другое.
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.008)
Хвощеви́дные, отдел высших споровых растений. Многолетние травянистые растения. Побеги состоят из четко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. В тканях ствола и листьев хорошо развиты проводящие ткани — ксилема и флоэма . В почве укореняются при помощи длинных корневищ, на которых образуются короткие придаточные корни. Хвощевидные являются разноспоровыми растениями. У некоторых из них развиваются специальные структуры — спорангиофоры, несущие спорангии . Их мутовки образуют на стебле спороносные зоны, которые чередуются с обычными вегетативными листьями. Иногда они сидят на концах побегов, образуя чистые или смешанные стробилы . Обоеполый заросток ( гаметофит ) хвощевидных не превышает в длину нескольких мм. Оплодотворение происходит только в присутствии капельно-жидкой воды. Зигота развивается сразу, без периода покоя.
Хвощ полевой
Широко распространенное в умеренной зоне растение, часто встречающееся на песчаных откосах, залежах, пашнях, в посевах, на лугах. Это многолетнее травянистое прямостоячее растение высотой до 50 см. Подземная часть хвоща — тонкое длинное членистое ветвящееся корневищами с клубеньками, в которых откладывается крахмал. От узлов корневища пучками отходят придаточные корни.
Рано весной от корневища отрастают серо-розовые неветвящиеся бесхлорофлльные спороносные побеги, на верхушке которых развиваются спороносные колоски. В спорангиях развиваются темно-зеленые шаровидные споры, у которых по мере созревания формируются спирально скрученные лентовидные выросты — элатеры. Они обеспечивают сцепление спор в небольшие рыхлые комочки. Это облегчает распространение спор, при прорастании которых образуется целая группа заростков, что облегчает оплодотворение.
После спороношения весенние побеги отмирают и позднее их сменяют летние вегетативные побеги. Эти побеги членистые, ветвистые, боковые ветви расположены в виде мутовок. Мелкие чешуевидные листья образуют в узлах стебля трубчатые влагалища.
Попав в благоприятные условия, споры прорастают. Заростки хвоща — маленькие зеленые подушковидные растения с выростами-лопастями. На мужских заростках с антеридиями формируются многожгутиковые сперматозоиды. Женские заростки имеют более рассеченную форму. На них развиваются архегонии, в которых происходит созревание яйцеклеток, а затем оплодотворение и образование зиготы. Женский заросток обеспечивает прорастание зародыша, из которого постепенно развивается спорофит.
хвощ полевой
Значение хвощей
Большинство хвощей несъедобно, но некоторые виды хвощей (хвощ полевой) используются как корм животных. В некоторых местностях он может быть и ядовитым. Его используют также и в медицине в качестве кровоостанавливющего и мочегонного средства при отеках. Иногда крахмалистые клубни и молодые спороносные колоски используются в пищу. Хвощ полевой — злостный сорняк. Хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ дубравный — ядовитые растения. Жесткие стебли хвоща зимующего можно использовать в качестве абразивного материала.
Единственный род семейства Хвощевые — хвощ (Equisetum) — насчитывает 32 вида травянистых растений, растущих всюду на Земле, кроме Австралии и Новой Зеландии.
В нашей флоре насчитывается 12 видов хвоща, встречающихся на болотах (Equisetum limosum, Е. palustre), в лесах (E.silvaticum), в кустарниках (Е. hiemale), на лугах, пашнях, железнодорожных откосах и т. п. (Е. pratense, Е. arvense).
Хвощ имеет горизонтально расположенное в почве ветвящееся корневище (стебель), от которого в узлах отходят тонкие корни. Вертикально вверх растущие надземные побеги несут мутовки сильно редуцированных листьев (рис. 332). Воздушный стебель может быть ветвистым. Ветви возникают мутовками в узлах стеблей. Стебли обычно ребристые, с длинными полыми междоузлиями. Узлы же заполнены тканью.
Наличие кремнезема в оболочках клеток эпидермиса объясняет жесткость хвоща на ощупь. Некоторые виды хвоща (например, Equisetum hiemale) настолько жестки, что стебли их употребляются вместо наждака для чистки металлической посуды. Листья хвощей чешуевидные, имеют коричневую окраску и объединены, за исключением верхних их частей, имеющих форму зубчиков, в трубчатое влагалище, прикрепленное основанием к узлу (рис. 332). Вследствие редукции листьев практически стебель является фотосинтезирующим органом, в связи с чем в нем развивается ассимилирующая ткань.
На поперечном разрезе, проведенном в области междоузлия, стебель хвоща имеет следующее строение. Снаружи стебель неровный; возвышенные участки (ребрышки) чередуются по окружности с несколько вдавленными (ложбинки); эпидермис одним слоем покрывает стебель снаружи. Внутрь от эпидермиса расположена довольно мощная кора с кольцом мелких изолированных пучков. Центр стебля занят полостью, образовавшейся после разрушения сердцевины. Под ребрышками расположены участки механической ткани (рис. 333, 1), а под ложбинками — ассимиляционная ткань. Под каждым участком ассимиляционной ткани расположена полость (коровая) (рис. 333, вп). Под механической тканью (под ребрышком) располагаются проводящие пучки (рис. 333, 1, пн).
Проводящий пучок у хвощей коллатеральный. Нижняя часть его занята воздушной полостью (пучковая полость). Она развилась на месте разрушившейся протоксилемы. К периферии от пучковой полости расположена флоэма. По бокам ее можно видеть отдельные клетки перицикла, имеющие сильно утолщенные стенки (рис. 333, 2). В эпидермисе, в ложбинках, над ассимиляционной тканью имеются устьица. Клетки эпидермиса, замыкающие устьица, неподвижны, так как оболочки их пропитаны кремнеземом. Под ними развивается вторая пара замыкающих клеток, функционирующих нормально (рис. 333, 3). Пучки хвощей закрытые, камбия не имеют . Вторичных тканей, таким образом, не образуется. Листовые следы находятся лишь в узлах, и в каждый лист входит лишь одна средняя жилка.
| Рис. 333. Хвощ (Equisetum). 1. Схема поперечного разреза стебля Equisetum limosum в области междоузлии (часть стебля): э — эпидермис; ас — ассимиляционная ткань в ложбинках; м — механическая ткань в ребрышках; вп — воздухоносная коровая полость; пн — проводящий пучок с пучковой полостью. 2. Поперечный разрез стебля хвоща при большом увеличении. Строение пучка: к — пучковая полость; л — протоксилема; м — перицикловые волокна; и — флоэма; о — перицикл; п — эндодерма. 3. Часть поперечного разреза стебля хвоща: эпидермис, устьице (2 этажа замыкающих клеток — а, б и ассимиляционная ткань — ас) |
Колосок возникает на верхушке главного стебля или веточек. У большинства видов побег, несущий колосок, зеленый и может, таким образом, ассимилировать. Но, например, у полевого хвоща (Е. arvense), являющегося злостным сорняком наших полей (рис. 332), спороносный побег участия в фотосинтезе не принимает. У этого вида весной образуется бурый, неветвящийся побег (рис. 332, 2), несущий на вершине спороносный колосок. После того как зрелые споры выпадут из спорангиев, плодущие побеги отмирают, а из того же корневища вырастают зеленые, сильно ветвистые побеги, растущие все лето, до осени (рис. 332, 1).
Урок № 36 (ботаника ) 6класс
Строение, размножение и развитие хвощей. Значение хвощей в природе и жизни человека.
Задачи: Сформировать знания об особенностях строения, размножения и значения хвощей. Сформировать понятия об усложнении и развитии растений.
1.Опрос по предыдущей теме (письменно):
Выполнение теста с последующей взаимопроверкой. После проверки ученики выставляют оценку, используя предложенные критерии выставления оценки.
1. К папоротникообразным не относится: А) хвощ Б) плаун В) сфагнум
2. К папоротникообразным относится: А) кукушкин лён Б) плаун В) риччия
3. Для папоротникообразных характерны следующие признаки:
А) наличие стебля, листьев и корня Б) наличие стебля и листьев В) наличие ризоидов и слоевища
4. Вайями называются: А) побеги папоротников Б) корневища папоротников В) рассеченные листья папоротников
5. Что развивается у папоротников в спорангиях: А) семена Б) пыльца В) споры
6. Вода необходима папоротникообразным для: А) передвижения Б) размножения В) дыхания
7. В каких условиях растут папоротники: А) во влажных и тенистых местах Б) в сухих и солнечных местах В) в холодных и влажных местах
8. Мхи, плауны, хвощи и папоротники имеют сходство:
A) В условиях размножения. Для полового размножения необходимо наличие воды Б) В строении тела. Тело состоит из корней, стеблей и листьев B) В наличии корнеподобных образований. Имеются ризоиды Г) В способах размножения. Размножаются семенами
9. Гаметофит папоротника называется: A) Заросток Б) Проросток B) Зигота Г) Зародыш
10. В жизненном цикле папоротника преобладает: А) Спорофит Б) Гаметофит
1 — В 4 — В 7 — А 10 - А
2. Изучение нового материала:
( слайд 1,2,3 презентации)
В современном растительном мире насчитывается чуть больше 30 видов хвощей. Все они — многолетние споровые травянистые растения, имеющие тонкое корневище с клубеньками, в которых откладываются питательные вещества. Надземная часть стебля достигает 0,5-1 м и более.Характерной особенностью хвощей является расчленение тела на узлы и междоузлия. Листья у хвощей отсутствуют, они имеют вид зубчиков, которые, срастаясь у основания, образуют влагалище, прикрывающее узел. На листья похожи сильно измененные боковые веточки. Фотосинтез у хвощей осуществляется в стебле. Стебель ребристый и пропитан кремнеземом. В стебле много полостей, одни из них заполнены воздухом, другие — водой. Такое строение обусловлено местами обитания хвощей: луга, болота, берега водоемов. . Подземный стебель (корневище) располагается на разной глубине. Бывают горизонтальные и вертикальные корневища. Горизонтальные корневища толще, с более длинными междоузлиями, чем у вертикальных. На корневищах образуются клубни – утолщенное и видоизмененное междоузлие ветви. Клетки клубней очень крупные и заполнены крахмальными зернами.
Размножение и развитие хвощей
( слайд 4,5 презентации)
Весной на корневищах вырастают побеги, на верхушках которых располагаются спороносные колоски. Колоски содержат спорангии, в которых формируются споры. После раскрытия спорангия споры высыпаются и разносятся ветром. Из спор развиваются гаметофиты (заростки) в виде пластинок диаметром от нескольких мм до 3 см. На нижней стороне гаметофита возникают бесцветные ризоиды длиной до 1 см, с помощью которых он прикрепляется к почве и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями. Размножается хвощ вегетативно (при помощи корневища и клубеньков), бесполым и половым способами, с чередованием бесполого (спорофита) и полового (гаметофита) поколений. В жизненном цикле развития преобладает спорофит. Хвощи — равноспоровые растения, но гаметофиты у них раздельнополые, то есть из одних внешне одинаковых спор образуются мужские заростки с антеридиями, а из других — женские заростки, несущие на себе архегонии. Сперматозоиды многожгутиковые. Оплодотворение происходит в воде. Наиболее распространены полевой, луговой, лесной и болотный хвощи.
Значение хвощей в природе и жизни человека
Как в природе, так и в практической деятельности человека роль хвощей незначительна. Вымершие хвощи древовидных форм сыграли немаловажную роль в образовании каменного угля во всем мире. Почти все они злостные трудноискоренимые сорняки. Осенью и зимой служат кормом для оленей и кабанов. Молодые вегетативные побеги хвоща полевого применяют в медицине как мочегонное средство.
Считают, что хвощеобразные произошли от риниофитов. Их развитие шло в направлении уменьшения размеров. Все хвощеобразные, кроме хвощей, вымерли. Они не дали начала другим группам растений и представляют слепую ветвь развития.
Д.з. конспект
Строение, размножение и развитие хвощей. Значение хвощей в природе и жизни человека.
Полевой хвощ: 1 - растение с вегетативными и спороносными побегами; 2-3 - спорофиллы: 4-6 - споры.
Хвощ: 1 - мужской заросток; 2 - женский заросток; 3 - сперматозоид.
Читайте также: