Существенный признак который характеризует все высшие растения от мхов до покрытосеменных

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024


Высшие растения имеют сходное строение: корень, стебель, листья. Клет­ки высших растений имеют различные ткани и выполняют разную функцию. По способу размножения высшие растения делят на споровые и семенные. К споровым относят мхи, плауны, хвощи и папоротники.

Мхи - это одна из самых древних групп высших растений. Это в основном многолетние растения небольших размеров: от нескольких миллиметров до десятка сантиметров. Мхи играют важную роль в экологии почвы: предотвра­щают эрозию и задерживают поверхностную влагу. Остатки мхов составляют основу залежей торфа. Мхи - довольно распространенные растения. В насто­ящее время их насчитывается 27 тыс. видов. Они неприхотливы, выдерживают сильные морозы и длительную жару, но растут только во влажных тенистых местах. Селятся мхи на скалах, камнях, стволах деревьев. Есть они в Арктике, Антарктиде, тундре. Всегда зеленые. Очень много мхов в тропических и хвой­ных лесах.

Тело мхов имеет стебель и листья. Прикрепляются мхи к субстрату и всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами с помощью ризоидов - выростов наружного слоя клеток. Простые мхи-печеночники имеют более простое строение - таллом, не имеющее четко выраженных листьев и стеблей и ризоиды. В стеблях и листьях мхов нет деревянистых тка­ней, способных поддерживать растение; нет проводящей системы, служащей для переноса воды и минеральных веществ. Они впитывают воду из окру­жающей среды в клетки, а также через ризоиды. Фотосинтез происходит в вы­ростах, напоминающих листья.

Споровые растения живут в двух формах: спорофит и гаметофит.

У мхов четко выражено чередование бесполого и полового поколений. Рассмотрим на примере кукушкина льна.
Бесполое размножение происходит с помощью спор (1). Из проросшей споры образуется тонкая зелёная нить — предросток (2-3), который выглядит как тонкая зелёная ветвящаяся нить. На этой нити образуются почки (4), из которых затем вырастают мужские (7) или женские (8) экземпляры мха.

У кукушкина льна есть женские и мужские растения. На мужских растениях развиваются мужские гаметы — сперматозоиды, на женских растениях формируются женские гаметы — яйцеклетки. Во время дождя или во время половодья сперматозоиды по воде подплывают к яйцеклеткам (9). При слиянии гамет образуется зигота, которая, не выходя из женского органа, начинает делиться. Из зиготы на женском растении развивается покрытая колпачком коробочка на ножке — спорангий (10). В спорангии образуются споры. В сухую погоду колпачок сбрасывается, споры рассеиваются (1) и прорастают в предростки (2-3), вновь дающие начало новым мужским (7) и женским (8) растениям кукушкина льна.



1. Кукушкин лен (фото). Растет в хвойных лесах и на болотах. Его стебельки, усаженные узкими листьями, растут очень густо, образуя на почве сплошные зеленые ковры. Высота растения до 40 см . К почве кукушкин лен прикрепляет­ся ризоидами. Растение раздельнополое, т. е. у одних особей развиваются мужские, а у других — женские половые клетки. На женских растениях после оплодотворения образуются коробочки со спорами.

2. Сфагнум (фото). Растут на болоте. Длинный стебель со множеством боковых веточек. Вдоль стебля они растопырены, а на конце собраны в пучок. Его верхняя часть постоянно растет, а нижняя отмирает, образуя торф. Ризоиды у сфагнума отсутствуют. К почве он прикрепляется нижними частями стебля. Доступ кислорода в толщу торфа ограничен, кроме того, сфагнум выделяет специальные вещества, предотвращающие размножение бактерий. Поэтому попавшие в торфяное болото различные предметы, погибшие животные, рас­тения часто не сгнивают, а хорошо сохраняются в торфе.

Накапливая в своем теле большое количество воды, сфагнум способствует заболачиванию почвы. Это связано с тем, что листья и стебель сфагнума наря­ду с зелеными клетками, содержащими хлоропласты, имеют мертвые бесцвет­ные клетки с порами. Именно они и поглощают воду в 20 раз больше своей массы.


3. Страусово перо достигает в высоту 20 см . Растет в сосновых лесах.

4. Фунария - мох очень маленький, стебелек около 1 см . Имеет довольно крупные листья и рыжую коробочку - спорангий. Живет возле человеческого жилья (фото).



2. Плауны — очень древние растения. Ученые полагают, что они появи­лись около 350—400 млн. лет назад и образовывали густые леса из деревьев высотой до 30 м . В настоящее время их осталось очень мало, и, это многолетние травянистые растения. В наших широтах наиболее известен плаун булавовидный. Его можно встретить в хвойных и смешанных лесах. Стелющийся по земле стебель плауна крепится к почве придаточными корнями. Мелкие, шиловидной формы листья густо покрывают стебель. Размножаются плауны вегетативно — участками побегов и корневищ, а также с помощью спор. У плауна присутствуют мегаспоры (женские) и микроспоры (мужские). Оплодотворение происходит в гаметофите. Размножаются так же, как и папоротники.

3. Хвощи — небольшие многолетние травянистые растения, обитающие у воды. Они имеют хорошо развитое корневище, от которого отходят многочисленные придаточные корни. Членистые стебли в отличие от стеблей плаунов растут вертикально вверх, от главного стебля отходят боковые побеги. В стебле расположены мутовки очень мелких чешуйчатых листочков, напоминающих хвою. Весной на зимующих корневищах вырастают бурые весенние побеги со; спороносными колосками, которые после созревания спор отмирают. Летние побеги зеленые, ветвящиеся, фотосинтезируют и запасают питательные вещества в корневищах, которые перезимовывают, а весной образуют новые побеги. Размножаются как папоротники.

Стебли и листья хвощей жесткие, пропитаны кремнеземом, поэтому жи­вотные их не едят. Хвощи растут в основном на полях, лугах, болотах, по бе­регам водоемов, реже в сосновых лесах. Размеры хвощей колеблются от 15 см до 2 м .

Хвощ полевой, трудноискоренимый сорняк полевых культур, используется как лекарственное растение. Стебли разных видов хвощей за счет наличия кремнезема используют как полировочный материал.


Папоротники, как хвощи и плауны, в каменноугольном периоде были процветающей группой растений. Сейчас их насчитывается около 10 тыс. ви­дов, большинство которых распространено во влажных тропических лесах. Размеры современных папоротников колеблются от нескольких сантиметров (травы) до десятков метров (деревья влажных тропиков). Папоротники наших широт — травянистые растения с укороченным стеблем и перистыми листья­ми. Под землей находится корневище — подземный побег. Из его почек над поверхностью развиваются длинные, сложные перистые листья — вайи. Они обладают верхушечным ростом. От корневища отходят многочисленные при­даточные корни. Папоротники имеют сосудистую систему, позволяющую поставлять воду к листьям через корни.


Спорофит - это взрослое растение, у которого в спорангиях созревают споры. Споры высеиваются из споровой коробочки, разносятся ветром и во влажной среде прорастают. Через 2 месяца из проросшей споры формируется гаметофит (пластинка проталлий). Гаметофит крепится к почве ризоидами. В нем есть мужские и женские половые органы, содержащие яйцеклетку и сперматозоиды. В сле­дующий период развития происходит оплодотворение, но только во влажной среде. Этот процесс может занимать промежуток до 9 месяцев. Оплодотворен­ная яйцеклетка быстро делится и вырастает бесполый спорофит, который раз­вивается во взрослое растение, дающее споры.


Папоротники обитают в тропических лесах. Их вайи достигают в длину 10 м . Обитают папоротники в воде, например, сальвиния. В наших краях наиболее распространены папоротники орляк, щитовник мужской и др.


Весной, как только оттает почва, от корневища отрастает укороченный стебель с розеткой красивых листьев. Летом на нижней стороне листьев появляются бурые бугорки — сорусы, представляющие собой скопления спорангиев. В них образуются споры.


Молодые листья мужского папоротника используются человеком в пищу, как лекарственное растение. Вайи орляка используют для оформления букетов. В тропических странах некоторые виды папоротников разводят на рисовых полях для обогащения почвы азотом. Некоторые из них стали декоративными, оранжерейными и комнатными растениями, например нефролепис.



Голосеменные подразделяются на четыре класса: Гинговые, Гнетовидные, Саговники, Хвойные.
Класс хвойные. Известно около 560 современных видов. Все хвойные - это деревья и кустарники. Трав среди них нет. Листья имеют вид хвои: игольчатые, покрытые слоем кутикулы, устьица погружены в мякоть листа, что снижает испарение влаги. Хвойные деревья образуют хвойные и смешанные леса в нашей стране. Имеет несколько семейств (Семейство Кипарисовые, Семейство Сосновые и др.).
1. Среди хвойных известны сосны обыкновенная и сибирская (кедр). Крона деревьев находится в верхней части ствола, хвоинки собраны по 2, а у кедра по 5 в пучке. Корневая система проникает глубоко.


2. На территории России существует 5 видов ели: обыкновенная (европейская), сибирская, канадская (голубая). Крона деревьев пирамидальная, корневая система поверхностная. Хвоинки короткие, расположены по одной.


3. Пихта сибирская. Древесина идет на изготовление музыкальных инструментов. Крона похожа на ель, но хвоинки плоские, мягкие.




Среди хвойных есть великаны - калифорнийская секвойя - 100 м в высоту и веллингтония гигантская (секвойядендрон), имеющий неимоверную толщи¬ну ствола (семейство таксодиевые).

Класс саговники.
Внешне саговники напоминают пальму. Расцвет - каменноугольный период. Преобладают в тропиках. Прямой стебель увенчан пучком перистых листьев. Шишки растут в центре растения


Класс Гинговые. Гинкго билоба сохранились в Японии, Корее и Китае (се-мейство гинкговые). Листья в холодное время года желтеют и опадают, семена похожи на абрикосы, неприятно пахнут маслом.


Класс Гнетовидные. Относятся вельвичия, гнетум, эфедра. Вельвичия уди-вительная растет в пустынях Намибии и Анголы. С возрастом её стебель одревесневает и приобретает форму диска (если посмотреть сверху) до метра в диаметре. Оно хорошо приспособилось жить в пустыне. Двудомное.

Эфедра живет в пустыни Средней Азии, Африки, кустарник с зелеными ве-точками – так называются ее чешуйчатые листья. Растение двудомное, летом об-разует колоски, после оплодотворения созревают ягоды.
Гнетум – вечнозеленое лиственное дерево или кустарник, плоды съедобны. Произрастает в странах с теплым климатом.

Покрытосеменные, или цветковые, растения появились примерно 150 млн. лет назад и быстро завоевали всю планету. Сейчас это самая многочисленная группа растений, насчитывающая около 250 тыс. видов.

Это наиболее высокоорганизованные из высших растений. Они имеют сложноустроенные органы, высокоспециализированные ткани, обладают более совершенной проводящей системой. Для них характерны интенсивный обмен веществ, быстрый рост и высокая приспособленность к различным экологиче­ским условиям.

Главное отличие цветковых – имеют защищенную семяпочку, расположенную в завязи пестика. Отсюда и их название — покрытосеменные растения. Растения имеют цветок - генеративный орган и семя, защищенное плодом. Цветок слу­жит для привлечения опылителей (насекомых, птиц), защищает репродуктив­ные органы - тычинки и пестик.

Цветковые растения представлены всеми тремя жизненными формами: деревьями, кустарниками, травами. Среди них есть как однолетние, так и мно­голетние растения. Некоторые из них вторично перешли к жизни в воде, утра­тив или упростив некоторые органы и ткани. Например, ряска, элодея, стрело­лист. Цветковые - это единственная группа растений, которая образует на суше сложные многоярусные сообщества.

Покрытосеменные растения делятся на два класса по числу семядолей в зародыше семени: двудольные и однодольные.

Двудольные растения - более многочисленный класс, в него входят более 175 тыс. видов, объединенных в 350 семейств.

К двудольным относятся большинство деревьев и кустарников (дуб, клен, береза, ива, сирень, смородина, лещина), а также травы (василек, фиалка, ле­беда).

К однодольным относятся большинство трав. Это злаки, осоки, тростники, агавы и орхидеи. Из деревьев это пальмы (финиковая, кокосовая).

Опыление у цветковых происходит с помощью внешних сил (воды, ветра, насекомых), редко самоопыление. Перекрестное опыление помогает виду лучше приспособиться к окружающей среде.

Опыление ветром происходит у многих деревьев (дуб, ясень) и трав (злаки). Пыльца ветроопыляемых растений очень легкая и вырабатывается в большом количестве.

Цветы растений, опыляемых насекомыми, имеют яркую окраску и аромат. Пыльца у них крупнее, шероховатая, клейкая. Многие цветы приспособились к опылению определенных видов насекомых (клевер – шмель; юкка – юкковая моль).

Все ли знают, какие растения называют высшими? Этот вид имеет свои особенности. На сегодняшний день к высшим растениям относятся:

  • Плауны.
  • Мхи.
  • Папоротники.
  • Хвощи.
  • Голосеменные.
  • Покрытосеменные.

Насчитывается более 285 видов подобных растений. Они выделяются намного высшей организацией. Их тела содержат побег и корень (кроме мхов).

Характеристики

Высшие растения живут на земле. Это место жительства отличается от водной среды.

Характеристика высших растений:

  • Тело состоит из тканей и органов.
  • С помощью вегетативных органов осуществляются питание и функции обмена веществ.
  • Голосеменные и покрытосеменные размножаются с помощью семян.

Большинство из высших растений имеет корни, стебли и листья. Их органы сложно построены. У этого вида есть клетки (трахеиды), сосуды, ситовидные трубки, а их покровные ткани образуют сложную систему.

Главная черта высших растений - это чередование поколений. Они переходят с гаплоидной фазы к диплоидной, и наоборот.

Происхождение высших растений

какие растения называют высшими

Все признаки высших растений указывают на то, что, возможно, они произошли от водорослей. Очень большое сходство имеют с водорослями вымершие представители, принадлежащие к высшей группе. У них похожее чередование поколений и много других характеристик.

Есть теория, что высшие растения появились от зеленых водорослей или пресноводных. Первыми возникли риниофиты. Когда растения перешли на сушу, они начали стремительно развиваться. Мхи оказались не такими жизнеспособными, так как им необходима вода в виде капель, чтобы они существовали. Из-за этого они появляются в местах, где повышенная влажность.

На сегодняшний день растения распространились по всей территории планеты. Их можно увидеть в пустыне, тропиках и в холодных местностях. Они образуют леса, болота, луга.

Несмотря на то что при размышлениях, какие растения называют высшими, можно назвать тысячи вариантов, но все-таки их можно объединить в некоторые гуппы.

При выяснении, какие растения называют высшими, нельзя забывать о мхах. В природе выделяют около 10 000 их видов. Внешне это мелкое растение, его длина не превышает 5 см.

высшие растения примеры

Мхи не цветут, у них нет корня, проводящей системы. Размножение происходит с помощью спор. Гаплоидный гаметофит преобладает в цикле жизни мхов. Это растение, которое живет на протяжении нескольких лет, у него могут быть выросты, похожие на корни. А вот спорофит мхов живет недолго, он усыхает, имеет только ножку, коробочку, где происходит созревание спор. Строение у этих представителей живой природы простое, они не умеют укореняться.

Мхи играют такую роль в природе:

  • Создают особый биоценоз.
  • Покров мха поглощает радиоактивные вещества, удерживает их.
  • Регулируют водный баланс ландшафтов благодаря тому, что впитывают воду.
  • Защищают почву от эрозии, что позволяет равномерно переводить сток вод.
  • Некоторые виды мхов используют для медицинских препаратов.
  • С помощью сфагновых мхов образовывается торф.

Плауновидные растения

Кроме мхов, существуют и другие высшие растения. Примеры могут быть разные, но все они чем-то схожи друг с другом. Например, напоминают мхи плауновидные растения, но их эволюция более продвинутая, так как это сосудистые виды. Они состоят из стеблей, которые покрыли небольшие листочки. У них есть корни и сосудистая ткань, с помощью которой происходит питание. Наличием этих составляющих плауны очень похожи на папоротники.

признаки высших растений

В тропиках выделяют эпифитные плауны. Они свисают с деревьев, создавая вид бахромы. Такие растения имеют одинаковые споры.

Некоторые плауновые растения занесены в Красную книгу.

Псилотовидные растения

Этот вид растений живет не один год. Сюда относят 2 рода представителей тропиков. Они имеют прямостоячие стебли, схожие с корневищем. Но настоящих корней у них нет. Проводящая система расположилась в стебле, состоит из флоэмы, ксилемы. Но вода не попадает в листовидные придатки растений.

Фотосинтез происходит в стеблях, на ветках образовываются споры, превращающие в цилиндрические ветви.

Папоротниковидные

Какие растения называют высшими еще? К ним относят папоротниковые, входящие в сосудистый отдел. Они бывают травянистыми и древесными.

В состав тела папоротника входят:

  • Черешок.
  • Листовые пластины.
  • Корни и побеги.

Листья папоротника были названы вайями. Стебель обычно короткий, в нем развита проводящая ткань. Из почек корневища разрастаются вайи. Они доходят до больших размеров, выполняют спорообразование, фотосинтез.

к высшим растениям относятся

В цикле жизни чередуются спорофит и гаметофит. Существуют некоторые теории, которые говорят о том, что папоротники эволюционировали от плаунов. Хотя есть ученые, считающие, что многие высшие растения появились от псилофитов.

Многие виды папоротника являются пищей животных, а некоторые ядовитые. Несмотря на это, подобные растения используются в медицине.

Хвощевые

К высшим растениям относятся и хвощевые. Они состоят из члеников и узлов, что отличает их от остальных растений высшего вида. Хвощевые представители напоминают некоторые хвойные, цветковые растения и водоросли.

Это своеобразный представитель живой природы. Они имеют вегетативные признаки, схожие со злаками. Длина стеблей может быть несколько сантиметров, а иногда вырастает до нескольких метров.

Голосеменные растения

Из высших растений также выделяют голосеменные. Сегодня существует немного их видов. Несмотря на это, разные ученые доказывали, что покрытосеменные произошли от голосеменных. Тому свидетельствуют различные найденные останки растений. Проводились исследования ДНК, после которых некоторые ученые вывели теории, что этот вид относится к монофилетической группе. Их еще разделяют на многие классы и отделы.

Покрытосеменные

характеристика высших растений

Эти растения еще называют цветковыми. Их относят к высшему виду. Отличаются они от других представителей наличием цветка, который служит для размножения. Они имеют особенность - двойное оплодотворение.

Цветок привлекает агентов опыления. Стенки завязи растут, изменяются, превращаются в плод. Это происходит в том случае, если произошло оплодотворение.

Итак, существуют разные высшие растения. Примеры их можно перечислять долго, но всех их расформировали по определенным группам.


Цель урока – формирование системы знаний о низших и высших растениях. Учащиеся рассмотрят признаки, общие для всех видов растений. Сформируют знания о высших растениях как наиболее сложноустроенных эукариотических автотрофных организмах, имеющих тканевое строение, вегетативные и генеративные органы. Заканчивается видеоурок рассмотрением жизненного цикла растений на примере папоротниковидных.


В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности




Конспект урока "Общая характеристика растений. Низшие и высшие растения"

Растения – это многоклеточные фотосинтезирующие эукариотические организмы.

Все растения входят в отдельное биологическое царство Растения. Вспомним, что в настоящее время большинство учёных выделяют ещё три царства живых организмов: Животные, Грибы и Бактерии. К каждому царству относятся организмы, которые имеют общие особенности внешнего и внутреннего строения.

К растениям относятся мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и покрытосеменные растения. Нередко к растениям относят также водоросли.



По данным Международного союза охраны природы, было описано около 320 тысяч видов растений, из них около 280 тысяч видов покрытосеменных. Однако это число увеличивается, так как постоянно открываются новые виды. Разные растения характерны для лугов, лесов, безводных пустынь и топких болот.

Растения являются объектом исследования науки ботаники. Ботаника – это комплексная наука, включающая несколько разделов:

· Анатомия растений изучает их внешнее и внутреннее строение.

· Физиология растений изучает процессы их жизнедеятельности.

· Систематика растений – классификацию.

· Геоботаника – распространение растений по материкам и континентам.

· Экология растений – их связь друг с другом и окружающей природой.

Несмотря на огромное разнообразие растений, для них характерны общие признаки. Рассмотрим их.

· Клетки растений имеют плотные клеточные стенки, содержащие целлюлозу.

· В клетках находятся зелёные пластиды – хлоропласты, содержащие зелёный пигмент хлорофилл. Благодаря им большинство растений имеет зелёный цвет. Но есть и исключения. Заразиха (или петров крест) имеет светло-бурую или желтоватую окраску.

· Растения ведут прикреплённый образ жизни.

· Запасное питательное вещество в клетках – крахмал.

· Растут в течение всей жизни.

Все растения в зависимости от строения делят на две большие группы – низшие растения и высшие растения. Рассмотрим эти группы.

К низшим растениям относятся водоросли. Тело наиболее примитивных водорослей может состоять из одной клетки, например, хлорелла и хламидомонада. К многоклеточным водорослям относятся, например, ульва и анфельция.


В ходе эволюции низшие растения появились раньше высших. Однако в настоящее время они широко распространены по всему земному шару. Для низших растений характерна огромная биомасса и высокая способность к размножению. В водных сообществах они являются первым звеном цепей питания (их основой). Поэтому они очень важны для нормального течения энергетических процессов в живой природе.

Ранее учёные относили к растениям бактерии, сине-зелёные водоросли (или цианобактерии), миксомицеты (или слизевики), грибы и лишайники. Однако это отдельные царства и группы в живой природе. Грибы и слизевики, в отличие от растений, питаются готовыми органическими веществами и не осуществляют фотосинтез. Лишайники – это симбиоз гриба и водоросли. Они выделены в отдельную систематическую группу. Бактерии и цианобактерии – прокариоты. Они не имеют оформленного ядра и тоже не могут считаться растениями.

К высшим растениям относятся мхи, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные и покрытосеменные растения.

Среди высших растений выделяют две большие группы: споровые и семенные растения. К споровым растениям относятся мхи, хвощи, плауны и папоротники. Они размножаются с помощью спор. К семенным растениям относятся голосеменные и покрытосеменные (или цветковые) растения. Они размножаются с помощью семян.

Семена голосеменных растений лежат открыто на чешуевидных листьях, образующих шишку. Эти растения не образуют цветков и плодов.


Покрытосеменные – наиболее высокоорганизованные растения. Их главная особенность – наличие органа полового размножения (цветка).

Растения (в первую очередь, покрытосеменные) представлены разными жизненными формами – среди них есть деревья, кустарники и травы. Деревья – это обычно крупные растения с многолетними деревянистыми стволами. Кустарники отличаются от деревьев тем, что имеют не один ствол, а несколько стволиков, отходящих от общего основания. Травы (или травянистые растения) имеют зелёные сочные стебли, они почти всегда ниже деревьев и кустарников. Но есть и исключения. Банан растёт в высоту от 2 до 7 метров. Существуют и крошечные травянистые растения. На поверхности водоёмов живёт ряска, размер каждого растения – несколько миллиметров.


Высшие растения имеют чётко дифференцированные ткани, которые выполняют специализированные функции. Это является важной отличительной особенностью высших растений. В теле растений выделяют образовательные, основные, проводящие, механические и покровные ткани.

У высших растений из тканей образуются органы – корень, стебель и листья. Исключение составляют мхи. Они имеют стебель и листья, но не имеют корней. В почве они закрепляются с помощью ризоидов.

Выделяют две группы органов. Вегетативные органы (корень, стебель, лист) участвуют в процессах жизнедеятельности и в бесполом размножении. Генеративные органы (или репродуктивные) – цветок и плод с семенами – обеспечивают половое размножение.


Высшие растения имеют многоклеточные органы полового и бесполого размножения. Органы полового размножения – гаметангии. В них образуются половые клетки – гаметы. Это отличает половые органы высших растений от низших растений, у которых все клетки способны преобразовываться в гаметы.


Рассмотрим жизненный цикл высших растений на примере папоротниковидных. В жизненном цикле существует две фазы: гаметофит и спорофит. Они закономерно сменяют друг друга. Гаметофит – гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле. Гаметофит развивается из спор и образует половые клетки (гаметы), осуществляет половое размножение. Гаплоидные гаметы сливаются и образуют диплоидную зиготу. Она даёт начало зародышу. Необходимо сказать, что у низших растений образовавшиеся в результате деления зиготы клетки сразу же используются для построения слоевища и в последующем мало изменяются.


У высших растений гаметы всегда образуются в результате митоза. Это принципиально отличает их от половых клеток животных, которые образуются в результате мейоза. Фазу гаметофита ещё называют гаметофазой или гаплофазой. Гаметофит бывает однодомным или двудомным. На однодомном гаметофите происходит одновременное развитие яйцеклетки и сперматозоидов. У двудомных растений гаметофиты формируют либо только мужские органы, либо только женские.


В ходе эволюции растений происходит постепенная редукция гаметофита. Чем выше уровень организации гаметофита, тем лучше развиты органы полового размножения (гаметангии). У мхов они многочисленны, у папоротниковидных их меньше, у голосеменных они подвергаются редукции, у всех цветковых вовсе не образуются.

Вернёмся к жизненному циклу папоротниковидных. Из зиготы развивается спорофит. Это диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений. Так как спорофит образован диплоидными клетками, то его другое название – диплофаза. Спорофит не образует гаметы, на нём формируются споры. Он образован диплоидными клетками, но его споры гаплоидные, так как образуются в процессе мейоза. Споры растений, грибов, некоторых других организмов развиваются в особых многоклеточных органах бесполого размножения – спорангиях.

Количество образовавшихся при этом спор зависит от того, какое это растение – равноспоровое или разноспоровое. У равноспоровых в результате мейоза возникают четыре споры (тетрада). Они имеют одинаковое строение и размеры. В зависимости от внешних условий из неотличимых с виду спор развиваются гаметофиты, на которых формируются как мужские, так и женские половые органы. У разноспоровых растений образуется два вида спор: женские мегаспоры и мужские микроспоры. При мейозе образуется только одна мегаспора, три меньшие клетки погибают. По традиции мегаспоры называют женскими спорами, но употребление этого термина в прямом смысле некорректно, так как спорофит представляет собой бесполое поколение. Следовательно, отдельные особи изначально нельзя делить на мужские и женские.

На формирующихся далее гаметофитах образуются только женские половые органы (архегонии). Также в результате мейоза образуются четыре микроспоры, имеющие более мелкие размеры, чем макроспоры. Микроспоры традиционно считают мужскими спорами, так как на развивающихся из них гаметофитах формируются только мужские половые органы (антеридии).

Вы уже знаете, что гаметофит равноспоровых растений (плаунов, хвощей и части папоротников) хорошо развит. Он способен к фотосинтезу и обеспечивает половые органы органическими веществами. В дальнейшем у разноспоровых растений, к которым относятся голосеменные и покрытосеменные, происходит редукция гаметофита. Часто он не выходит за пределы споры и не осуществляет фотосинтез. Органические вещества, которые необходимы для его развития, изначально запасаются в споре.

В зависимости от преобладания гаплоидной или диплоидной фазы высшие растения делят на две группы. Первая – растения, у которых преобладает гаметофит, а спорофит развит слабо (моховидные). Плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные относятся ко второй группе.

У этих растений преобладает спорофит, гаметофит при этом в большей или меньшей степени редуцируется.

Значение растений в природе велико. Они обогащают воздух кислородом и поглощают углекислый газ. Растения служат пищей растительноядным животным, которыми в свою очередь питаются хищники.

Люди тоже питаются растениями и продуктами их переработки. Используют растения как сырьё для различных отраслей промышленности, для приготовления лекарств, как строительный материал и топливо. Горох, фасоль выращивают для получения семян. Яблони, груши, вишни, томаты дают сочные плоды. Морковь, свёклу, петрушку выращивают ради корней. Розы, астры, жасмин, сирень разводят ради красивых цветков. Из плодов пшеницы готовят хлеб, макароны и кондитерские изделия.

2. Высшие споровые растения. Отделы: Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные. Особенности строения, цикла развития.

3. Общая характеристика семенных растений.

4. Отдел Голосеменные растения. Классификация, представители. Жизненный цикл на примере сосны обыкновенной.

5. Отдел Покрытосеменные, или Цветковые растения.

1. Долгачева В. С., Алексахина Е. М. Естествознание. Ботаника – М.: Академия, 2012.

2. Яковлев Г. П., Челомбитько В. А., Дорофеев В. И. Ботаника – М.: СпецЛит, 2008.

1. Общая характеристика высших растений.

В отличие от низших высшие растения– сложные дифференцированные многоклеточные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде.

Жизненный цикл высших растений состоит из двух ритмически чередующихся фаз, или поколений – полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Половые органы развиваются на гаметофите. Половые органы бывают двух типов – мужские - антеридии и женские – архегонии. В антеридиях образуются мужские гаметы, а в архегониях – женские гаметы.

Гаметофит может быть обоеполым, и на нем развиваются как антеридии, так и архегонии. Но у большинства высших растений он однополый и несет или только антеридии (мужской гаметофит), или только архегонии (женский гаметофит).

В результате оплодотворения, то есть слияния мужской гаметы с женской, образуется новая клетка с двойным набором хромосом (отцовским и женским), называемая зиготой.

Зигота дает начало многоклеточному зародышу. В результате роста и дифференциации зародыша развивается спорофит. Как и зигота, все клетки зародыша и развивающегося из него спорофита характеризуются двойным (диплоидным) набором хромосом.

На спорофите образуются спорангии, в которых развиваются споры – одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения. При образовании спор число хромосом в результате мейоза уменьшается вдвое, и поэтому каждая спора по отношению к клеткам спорофита является гаплоидной.

Спорангии бывают двух типов: микроспорангии, в которых образуются микроспоры, и мегаспорангии, в которых развиваются более крупные мегаспоры.

Каждая микроспора дает начало одному мужскому гаметофиту, а из каждой мегаспоры образуются по одному женскому гаметофиту. На мужском гаметофите развиваются только антеридии, а на женском – только архегонии.

Таким образом, полный жизненный цикл высшего растения от зиготы до зиготы состоит из гаметофазы (гаметофита) и спорофазы (спорофита).

Высшие растения делятся на 2 группы – высшие споровые и семенные растения. Высшие споровые - отделы: Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные. Семенные растения - отделы: Голосеменные и Покрытосеменные растения.

Все перечисленные отделы, исключая моховидные, характеризуются преобладанием спорофита, в органах которого имеются сосуды или трахеиды, поэтому их нередко называют сосудистыми растениями.

2. Высшие споровые растения. Отделы: Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные.

Среди высших растений образуют обособленную группу. Около 25 тыс. видов. Моховидные – единственная в истории растительного мира линия эволюция, связанная с регрессивным развитием спорофита.

Вечнозеленые низкорослые многолетние растения размером от 1мм до 60 см. Тело представляет собой слоевище (у маршанции) или расчленено на стебель и листья. Корней нет. Всасывание воды и прикрепление к субстрату осуществляется ризоидами – выростами эпидермы.

Однодомные или двудомные растения. Внутреннее строение относительно простое. У листостебельных форм более или менее обособлены ассимиляционная, механическая и проводящие ткани.

В цикле развития доминирует гаплоидный гаметофит. В этом состоит специфическая особенность моховидных по сравнению с другими высшими растениями (у них доминирует диплоидный спорофит). Причем половое (гаметофит) и бесполое (спорофит) поколения представляют собой одно растение.

На гаметофите моховидных развиваются половые органы – мужские антеридии и женские архегонии. В антеридиях образуются сперматозоиды, в архегониях – по одной яйцеклетке. В сырую погоду сперматозоиды проникают по воде в архегоний, и один из них сливается с яйцеклеткой. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) на женском гаметофите развивается спорогон в виде коробочки, сидящей на ножке. В коробочке – споры. Спорофит, таким образом, лишен самостоятельности и полностью зависит от гаметофита.

Развитие полового поколения начинается с момента прорастания споры. Сначала возникает протонема – тонкая разветвленная нить, реже пластинка). На протонеме образуются многочисленные почки, дающие начало гаметофитам. И цикл развития повторяется.

Образованию спор в спорангиях предшествует мейоз. При этом число хромосом уменьшается вдвое и следовательно споры имеют гаплоидный набор хромосом. Гаплоидны и протонема и гаметофит.

Моховидные распространены повсюду, кроме морей и сильно засоленных почв. Предпочитают наиболее увлажненное местообитание (например, в тундре). Ежегодный прирост лишь от 1-2 мм до нескольких см. Обычно не поедаются животными, медленно разлагаются. Способны аккумулировать многие вещества, в том числе радиоактивные. Впитывают воду и прочно ее удерживают.

Отдел делится на 3 класса:

1. Класс Печеночники

Маршанция многообразная. Это напочвенное талломное растение, имеющее вид дихотомически ветвящейся многослойной дорсовентральной пластинки размером до 10 см. Талломы раздельнополые. Органы полового размножения размещаются на особых подставках.

2. Класс Листостебельные мхи – самый крупный класс моховидных. Распространены широко. Гаметофит обычно радиально олиственный, с многоклеточными ризоидами.

3 подкласса: сфагновые, андреевые и бриевые мхи.

К подклассу сфагновые мхи относится единственный род сфагнум (300 видов). Виды рода сфагнум крупные, мягкие, беловато-зеленые. Стебель без ризоидов. Вверху стебля веточки собраны в головку. Растение влажных местообитаний. Листья однослойные и состоят из двух видов клеток: хлорофиллоносных и бесцветных мертвых водоносных.

Процесс торфообразования – это наслаивание из года в год новых покровов мха на отмерших старых. Торф обладает консервирующими свойствами благодаря кислой среде, которую создает этот мох. Бактерии и грибы в нем не развиваются также из-за отсутствия кислорода.

К подклассу бриевые мхи относится кукушкин лен (Политрихум обыкновенный) – один из наиболее высоких мхов (до 55 см). Стебель густо покрыт листьями. Коробочка располагается на длинной ножке, сверху прикрыта легко опадающим колпачком с тонкими волосками (отсюда второе название). Способствует заболачиванию.

Плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные – древние растения. Значительная часть их к настоящему времени вымерла. В каменноугольном периоде остатки ископаемых плауновидных и хвощевидных образовали залежи каменного угля.

Современные плауновидные, хвощи и большинство папоротниковидных – это многолетние корневищные травы. В жизненном цикле господствует спорофит. У плауновидных - это растения с мелкими листьями. Могут быть похожи на листостебельные мхи. Побеги ветвятся дихотомически. На верхушке стеблей образуются колоски (стробилы), в которых созревают споры.

Эти споры содержат много масла и легко, как порох, вспыхивают. Раньше из них делали бенгальские огни для фейрверков и детскую присыпку.

Споры разносятся ветром и в благопрятных условиях в лесной подстилке прорастают в крошечный (2-3мм) заросток – гаметофит. Он бесцветный, растет под землей, получая питательные вещества от симбиотических грибов. Через 15-20 лет на нем образуются антеридии и архегонии. Когда они соединятся каплей росы или дождя, двужгутиковые сперматозоиды сливаются с яйцеклетками, и вновь возникает диплоидный спорофит. Так замыкается цикл развития.

Представитель: плаун булавовидный

Маленький класс: около 25 видов мелких травянистых растений. Стебель у растений полый и имеет членистое, коленчатое строение с перегородками в узлах. От узлов отходят мутовки бурых чешуйчатых листьев и боковые побеги. Фотосинтез осуществляется поверхностью зеленого стебля, эпидермис которого пропитан кремнеземом.

В далеком прошлом хвощи, как и плауны, были широко распространены. Каменноугольные хвощи – каламиты, достигали 30 м высоты и образовывали обширные леса. Сейчас хвощи – многолетние травы.

Весной из многолетних корневищ вырастают спороносные побеги. Споры образуются в колосках на их верхушках. Гаплоидные споры внешне неотличимы, но из одних прорастают мужские гаметофиты – заростки, из других – женские.

Заростки хвощей имеют вид маленьких зеленых пластинок с ризоидами. На одних образуются антеридии, на других – архегонии. Сперматозоиды хвощей многожгутиковые, для оплодотворения необходима капелька воды. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает спорофит.

Хвощи ядовиты, некоторые виды – злостные сорняки. Хвощ полевой используют в медицине как мочегонное.

Отдел Папоротниковидные(около 10 тыс. видов)

В каменноугольный период папоротниковидные образовывали могучие леса. И сейчас папоротники распространены широко, особенно во влажных тропиках. Там встречаются и древовидные папоротники (до 20 м), и травянистые, а также папоротники-лианы.

Рассмотрим строение обычного папоротника нашей средней полосы. Это травянистое многолетнее растение с мощным подземным корневищем. Крупные рассеченные листья стеблевого происхождения – вайи. Вайи тропических папоротников могут достигать 10 м в длину.

То, что мы называем папоротником, тоже спорофит. На нижней стороне листьев расположены сорусы. Сорусы – это кучки спорангий со спорами. Зрелые гаплоидные споры высыпаются и разносятся ветром.

Из споры вырастает гаметофит – заросток в виде зеленой сердцевидной пластики с ризоидами на нижней стороне, около 1 см в длину. На нем образуются архегонии и антеридии. Штопорообразному, с пучком жгутиков на переднем конце сперматозоиду необходима вода, чтобы доплыть до яйцеклетки.

Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает мощное растение, на котором (в народных поверьях) в ночь на Ивана Купалу распускается огненный цветок с волшебными свойствами.

3. Общая характеристика семенных растений.

В отличие от высших споровых семенные растения производят семена – многоклеточные образования, в то время как споры одноклеточны. Семенные растения включают: 1) отдел Голосеменные – растения, размножающиеся семенами, но не образующие плодов, и 2) отдел Покрытосеменные, или Цветковые - с семенами, заключенными в плоды.

У семенных растений наблюдается еще большее господство в цикле развития спорофита и дальнейшая редукция гаметофита. Половой процесс не связан с капельно-жидкой влагой, и гаметофиты развиваются на спорофите.

У голосеменных растений: 1) женский гаметофит – гаплоидный эндосперм с двумя архегониями; 2) мужской гаметофит – пыльцевое зерно.

У покрытосеменных растений: 1) женский гаметофит - зародышевый мешок; 2) мужской гаметофит – пыльцевое зерно.

Особое образование семенных растений – семязачаток. Внутри семязачатка происходит: 1) развитие мегаспоры и затем женского гаметофита; 2) оплодотворение; 3) развитие зародыша.

Из семязачатка развивается семя. Семязачаток снаружи окружен интегументами, центральная часть называется нуцеллусом. Именно в нуцеллусе развивается женский гаметофит и осуществляется оплодотворение.

Семя развивается после оплодотворения и состоит: 1) из зародыша – крошечного нового спорофита с корешком и почечкой и зародышевыми листьями; 2) запаса питательных веществ; 3) семенной кожурой.

4. Отдел Голосеменные растения. Классификация, представители. Жизненный цикл на примере сосны обыкновенной.

Голосеменные – очень древняя группа высших растений, появившаяся около 350 млн. леи тому назад. Голосеменные представлены исключительно древесными формами: деревьями, кустарниками и лианами. Число видов голосеменных невелико, всего около 700, но распространены они по всему земному шару.

Отдел голосеменные включает четыре современных класса:

1. Саговниковые, 2. Гнетовые, 3. Гинкговые, 4. Хвойные.

Хвойные растения в природе и жизни человека по своему значению занимают второе место после цветковых. Все хвойные – деревья или кустарники с игольчатыми или чешуевидными листьями.

Особенности размножения голосеменных растений будут рассмотрены на примере распространенного у нас хвойного растения – сосны обыкновенной.

В мае у основания молодых побегов образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек. На верхушках побегов образуется одна или несколько красноватых женских шишек.

Мужская шишка состоит из оси, от которой отходят чешуи. На нижней стороне чешуй находятся по два пыльцевых мешка, в них образуются пыльцевые зерна. Каждое пыльцевое зерно состоит из двух клеток – маленькой генеративной клетки и более крупной клетки трубки. Генеративная клетка дает начало двум мужским гаметам – спермиям. Пыльцевое зерно – это мужской гаметофит.

У женской шишки имеются чешуи: кроющая и семенная. На семенных чешуях формируются два семязачатка. В нуцеллусе семязачатка образуется женский гаметофит, представленный гаплоидным эндоспермом и двумя архегониями. Архегонии – женские органы, содержат внутри крупные яйцеклетки.

В начале лета семенные чешуи женской шишки слегка раздвигаются, в них проникают пыльцевые зерна и начинают прорастать. После этого семенные чешуи сближаются и остаются плотно сомкнутыми до созревания семян. Шишки становятся зеленого цвета. Через некоторое время после опыления начинается процесс оплодотворения. Пыльцевые зерна прорастают. При этом клетка трубка прорастает в пыльцевую трубку, которая достигает женского гаметофита – гаплоидного эндосперма с двумя арехониями. Кончик пыльцевой трубки разрывается и спермии выходят наружу. Один спермий достигает архегония сливается с яйцеклеткой внутри нее. Второй спермий, а также вторая яйцеклетка внутри второго архегония погибают. Из оплодотворенной яйцеклетки – зиготы, развивается зародыш семени. Из остатков эндосперма образуется питательная ткань – эндосперм, а из интегументов семязачатка – кожура семени. Таким образом, весь семязачаток превращается в семя.

На всем протяжении процесса развития семян шишки остаются закрытыми, но продолжают расти и становятся коричневатыми.

После созревания семян чешуи шишек расходятся и семена высыпаются. Высыпание семян происходит в конце зимы на снежный наст. Семена снабжены крылышком и переносятся ветром дальше от материнского растения. Весной этого же года прорастают. Так продолжается цикл развития сосны.

Примерно так размножаются все представители семейства сосновых (ель, пихта, лиственница и др.). Большинство из них – мощные деревья с ценной древесиной. У нас они составляют более 90% всех лесов. Значение их огромно. Строительная древесина, бумага, картон, скипидар, канифоль и многое другое – все это дары семейства сосновых.

Самое распространенное дерево России – лиственница (растет главным образом в сибирской тайге). Менее известны у нас другие представители хвойных – кипарисовые и тиссовые. К ним относятся: кипарис (дерево Средиземноморья), туя западная, разнообразные можжевельники с сочными сладковатыми семенами (их называют шишкоягодами). К кипарисовым относится одно из самых гигантских растений планеты – секвойя, или мамонтово дерево. По высоте (135 м) оно уступает лишь эвкалиптам, а по толщине ствола – баобабу (12 м).

В Северной Америке другие виды хвойных, из которых наиболее примечательна сосна долговечная из Калифорнии - невзрачное, почти карликовое растение, доживающее до 4844 лет.

В южном полушарии (Новой Зеландии, Индонезии, Южной Америке, Австралии) господствуют представители араукариевых: араукакрии, каури,агатисы и др. Это тоже могучие деревья. Их листья часто не похожи на хвою, они еще более жесткие и колючие, настолько, что на ветви араукарий не садятся птицы.

Древние голосеменные - классы: Гинкговые, Гнетовые, Саговнниковые.

Из класса Гинкговые – гинкго. Высокое стройное дерево раньше было широко распространено. По лесам из гинкго прогуливались динозавры. Сохранилось только в Японии, Корее и Китае. В отличие от большинства голосеменных растений оплодотворение идет посредством жгутиковых сперматозоидов (не спермиев), а семена с сочной желтой мякотью высоко ценятся в восточной кухне.

Более примечательна вельвичия удивительная из пустыни Намиб в Юго-Западной Африке, где дождь может не выпадать по году. Растение напоминает низкий и толстый пень (до 1,2 м в поперечнике), от которого отходят всего два лентовидных листа до 6 м в длину и 1.8 м в ширину. Они нарастают от основания всю жизнь, расщепляясь на листы. Возраст листа – до 2 тыс. лет и более.

Представители класса саговниковых появились еще в каменноугольном периоде, расцвет их приходится на эпоху динозавров. Растут везде, кроме Европы и Антарктиды, в тропических джунглях, реже в сухих степях и саваннах. Внешне это пальмовидные деревья до 1,7 м в высоту (редко до 20 м). Шишки огромные, иногда до 1 м в длину. Оплодотворение происходит с помощью жгутиковых сперматозоидов, яйцеклетки огромные – до 6 мм. Семена сочные, съедобные, красны, желтые и оранжевые. У нас один вид - саговник, или цикас выращивают в садах и парках черноморского побережья Кавказа.

5. Отдел Покрытосеменные, или Цветковые растения.

Покрытосеменные, или цветковые – крупнейший отдел растительного мира. Он насчитывает не менее 250 тыс. видов, превосходя по численности все остальные группы растений, вместе взятые.

Огромные потенциальные возможности покрытосеменных связаны с прогрессивными чертами организации как вегетативных, так и репродуктивных органов. Важным прогрессивным изменением считается появление цветка – уникального органа, совместившего в себе структуру и функции бесполого и полового размножения. Самая важная часть цветка – завязь. Внутри завязи развивается один или несколько семязачатков. Из завязи развивается плод, из семязачатков – семена.

Женский гаметофит как и у голосеменных потерял свою самостоятельность, претерпел максимальную редукцию и состоит всего из семи клеток зародышевого мешка.

Мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном, состоящим из двух клеток – вегетативной и генеративной.

Оплодотворение у покрытосеменных растений необычно и получило название двойного оплодотворения.

Отдел Покрытосеменные делится на два класса: Двудольные и однодольные. Основные различия между двудольными и однодольными представлены в таблице.

Читайте также: