В отличие от папоротников среди современных хвощей практически не встречаются

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Отличия мхов от водорослей:
Имеются органы (стебель, листья) и ткани (механические, проводящие, покровные).

Отличия мхов от остальных высших растений:
1) Вместо корней – ризоиды.
2) Плохо развиты ткани, особенно механические и проводящие, из-за этого все мхи являются небольшими травами.
3) В жизненном цикле преобладает гаметофит, а спорофит небольшой (коробочка на ножке). У остальных высших растений – наоборот, преобладает спорофит, а гаметофит с ходом эволюции редуцируется. Мхи, таким образом, являются тупиковой ветьвью эволюции растений.

Из споры мха развивается зеленая нить (предросток, протонема), напоминающая зеленую водоросль. Из почек на предростке вырастает гаметофит – растение со стеблем и листьями. На верхушке гаметофита образуются гаметы, оплодотворение происходит в водной среде. Из зиготы вырастает спорофит (коробочка на ножке), он получает питание от гаметофита. В спорофите образуются споры.

Представители мхов: кукушкин лён, сфагнум.

Сфагнум (белый, торфяной мох). Ризоидов нет, вода впитывается мертвыми водозапасающими клетками белого цвета. Эффективно накапливает воду, вызывает заболачивание леса. Содержит антисептик (карболовую кислоту), поэтому не гниет, превращается в торф

Спорофит папоротников состоит из стебля, листьев и корней. Стебель обычно представляет собой короткое корневище, от которого отходят придаточные корни. Листья папоротников (вайи) произошли путем уплощения ветвей, растут верхушкой, совмещают функции фотосинтеза и спороношения. На нижней их стороне образуются скопления спорангиев (сорусы); внутри каждого спорангия происходит мейоз и образуются гаплоидные споры.

Во влажных условиях споры прорастают в заросток (гаплоидный гаметофит). Это зеленая пластинка, способная к фотосинтезу, прикрепленная к почве одноклеточными ризоидами. Она не имеет кутикулы, поэтому может жить только во влажной среде. На нижней стороне заростка образуются сперматозоиды и яйцеклетки. Из зиготы вырастает спорофит, который сначала развивается за счет заростка, но вскоре переходит на самостоятельное питание, а заросток отмирает.

Папоротниковидные известны с карбона, но, в отличие от появившихся примерно тогда же хвощей и плаунов, папоротники и в настоящее время насчитывают 12 тысяч видов, широко распространены и представлены многими жизненными формами:

  • по всему миру растут многолетние травянистые папоротники (щитовник, кочедыжник, орляк)
  • в тропиках встречаются плавающие формы, лианы, эпифиты и древовидные папоротники, достигающие до 25 м в высоту.

Гигантские древовидные хвощи и плауны образовали каменноугольные леса. Современные хвощи и плауны – многолетние травянистые растения с хорошо развитым корневищем. Органом спороношения хвощей и плаунов является спороносный колосок, в котором путем мейоза образуются гаплоидные споры. Спора прорастает в заросток – гаметофит, не нем образуются гаметы, при их слиянии образуется зигота, из которой вырастает спорофит.

Хвощ полевой имеет мощное корневище и членистый стебель. Фотосинтез осуществляется главным и боковыми побегами, листья маленькие, буроватые, не фотосинтезируют. У хвоща полевого образуются надземные побеги двух видов: весенние – бурые, спороносные, отмирают после спороношения, и летние – зеленые, вегетативные, отмирают к осени. Заросток хвощей – зеленая многократно ветвящаяся пластинка.

Плаун булавовидный растет в хвойных лесах. Стебель дихотомически ветвится, от него в почву отходят придаточные корни, а наверх – ветви. Стебель и ветви покрыты мелкими чешуевидными зелеными листьями. Заростки плаунов созревают за 10-15 лет, питаются гетеротрофно – либо за счет питательных веществ, запасенных в споре, либо за счет сожительства с почвенными грибами.

— очень древняя группа растений, произошедших от риниофитов в середине девонского периода палеозойской эры и достигшая расцвета в каменноугольном периоде; высшие споровые.

Древние древовидные плауны вымерли в палеозое, дав залежи каменного угля.

Это травянистые многолетние вечнозеленые растения, живущие на земле или стволах деревьев. Живут до ста лет.

Плауны имеют прямостоячие, ползучие, полегающие, свисающие или стелющиеся побеги.

Жизненный цикл.

На прямостоячих стеблях образуются спороносные колоски со спорангиями из спорогенной ткани (2n) - путем мейоза - гаплоидные споры, которые высыпаются в почву и через 12 – 15 лет из них развивается гаплоидный заросток с архегониями и антеридиями (обоеполый гаметофит), питающийся гетеротрофно за счет симбиоза с грибами. После опдодотворения в архегонии образуется зигота, из которой вырастает новый плаун (диплоидный спорофит).

В цикле преобладает спорофит.

Плаунам свойственно также вегетативное размножение — почками, побегами.

Некоторые плауны ядовиты. Споры плаунов используют в медицине в качестве детской присыпки (натуральный тальк), ветеринарии, а также в промышленности для получения желтой и зеленой красок.

Отдел хвощевидные

произошли от риниофитов (псилофитов). Ископаемые древовидные формы вместе с папоротниками и плаунами формировали леса каменноугольного периода около 300 млн лет назад. В настоящее время сохранилось всего около 30 видов, распространенных преимущественно во влажных местах.

Современные хвощи — многолетние травянистые растения с жестким стеблем (зелеными и бурыми побегами) и хорошо развитыми корневищами (горизонтальными и вертикальными), от которых отходят придаточные корни и образуются клубеньки (с запасенным крахмалом).

В отличие от остальных споровых растений хвощевидные характеризуются:

членистостью (метамерностью) побегов, т. е. их стебли расчленены на узлы и междоузлия. На стебле в узлах расположены мутовки мелких чешуевидных листьев

накоплением кремнезема в стенках клеток всего растения, играющего механическую и защитную роль.

Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Они поселяются в местах с достаточным увлажнением.

Жизненный цикл.

Весной на корневищах вырастают бурые побеги , которые заканчиваются спороносными колосками , в которых – спорангии , в них путем мейоза формируются гаплоидные споры . Из спор развиваются гаметофиты (заростки) – раздельнополые или обоеполые – с антеридиями и архегониями. Оплодотворение у хвощей осуществляется в присутствии капельно-жидкой влаги. Зигота прорастает в спорофит .

После созревания и осыпания спор весенние спороносные побеги хвоща отмирают, а вместо них образуются летом из этого же корневища другие светло-зеленые побеги спорофита, называемые вегетативными. По своему строению вегетативные побеги резко отличаются от спороносных. Они сильно ветвятся, ветви расположены на стебле мутовчато и покрыты редуцированными чешуйчатыми листьями. На вегетативных побегах споры не образуются, их функция иная: они осуществляют процесс фотосинтеза.

Большого практического значения хвощи не имеют, хотя некоторые виды (хвощ пестрый) являются кормовыми растениями для северных оленей. В агрономической практике хвощи рассматриваются как злостные сорняки, а иногда как вредные и ядовитые для животных растения лугов и пастбищ.

Отдел папоротниковидные

– произошли от риниофитов в девоне и достигли расцвета в каменноугольном периоде палеозойской эры, когда занимали на суше огромные территории.

В настоящее время папоротниковидные сохранились в виде травянистых растений в лесах умеренной зоны и в виде древовидных форм и лиан в тропиках. Это многолетние растения, возраст отдельных особей составляет 300 лет и более.

Тело: стебли (у трав – корневища), придаточные корни, листовидные органы – вайи, на которых расположены спорангии , где путем мейоза образуются гаплоидные споры . Из спор на почве развиваются заростки (обоеполые гаплоидные гаметофиты) в виде зеленой пластинки с ризоидами. На них формируются гаметангии – антеридии и архегонии. С водой сперматозоиды из антеридиев переносятся в архегонии, оплодотворяют яйцеклетку. В результате образуется зигота , из которой вырастает новый папоротник – диплоидный спорофит .

В цикле развития папоротников преобладает бесполое поколение — спорофит (растение с крупными листьями, на котором образуются спорангии со спорами), гаметофит сильно редуцирован.

Семенные папоротники в настоящее время вымерли, они являются родоначальниками более высоко организованных растений — голосеменных. Наиболее широко распространенный в настоящее время вид папоротников — щитовник мужской.

Задания:

1. Растения от­де­ла Папоротниковидные ха­рак­те­ри­зу­ют­ся следующими признаками:

1) опло­до­тво­ре­ние происходит в вод­ной среде

2) об­ра­зу­ет­ся обоеполый заросток

3) орган раз­мно­же­ния — цве­ток

4) опы­ля­ют­ся насекомыми

5) не имеют корней

6) на ниж­ней стороне ли­стьев образуются споры.

2. Какие приспособления имеют растения к жизни в засушливых условиях?

3. Назовите отличия семенных растений от мохообразных.

Ответы на задания будут 01.02. в 21.00 по Москве, при наличии минимум 3 комментарий.

С условиями участия в марафоне можно ознакомиться здесь .

Вопрос 1. Почему плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям?
К высшим растениям плауны, хвощи и папоротники относят по причине наличия у них органов — стебля, листьев и корня. А споровыми их называют из-за того, что размножаются они спорами.

Вопрос 2. Где они растут?
Плауны, хвощи и папоротники растут в основном во влажных тенистых местах. Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Папоротники распространены очень широко, обитают как на суше, где они растут не только на почве, но и на стволах и ветвях деревьев, так и в воде (встречаются многолетние плавающие папоротники).
Папоротники умеренных широт — многолетние травянистые растения, в тропических лесах встречаются древовидные формы. Немногочисленные виды (сальвиния) обитают в воде.

Вопрос 3. Каково их строение?
Все папоротникообразные имеют стебель, листья и корни.
У плаунов побег дихотомически ветвится и разделяется на подземную и надземную части. Корневая система представлена придаточными корнями, без корневых волосков. Листья мелкие с одной жилкой. Гаметофиты (заростки) мелкие, зеленые или бесцветные.
Хвощи произрастают во влажных или заболоченных местах. Надземные побеги имеют членистые стебли с мутовчато отходящими от узлов ветвями. Листья мелкие, чешуевидные, собраны в узлах мутовками. В клетках кожицы стеблей и листьев откладываются кристаллы кремнезема, поэтому тело хвощей очень жесткое. Надземные побеги хвоща ежегодно формируются из почек корневища. От корневища отходят придаточные корни. У хвоща два типа побегов. Ранней весной развиваются весенние побеги. Они светло-коричневого цвета, нефотосинтезирующие. На концах весенних побегов формируются спороносные колоски.
Спорофит папоротника четко подразделяется на корень, стебель и лист.. Корни всегда придаточные, стебель обычно хорошо развит иногда видоизменен и представлен клубнем или корневищем). Листья обычно перистые, сложные, они называются — вайи. Вайи растут от корневища. На нижней стороне вайи развиваются маленькие бурые бугорки — спорангии. Молодые листья улиткообразно свернуты. Спорангии расположены на нижней стороне листа. Заросток (гаметофит) часто имеет сердцевидную форму. Он несет архегонии, антеридии и ризоиды.

Вопрос 4. Какие растения - папоротники или мхи — имеют более сложное строение? Докажите это.
Отличием мхов от папоротноков служит то, что тело мхов расчленено на органы (стебель и листья), у мхов нет настоящих корней, их заменяют ризоиды, которыми они укрепляются в почве и всасывают воду. У папоротников есть корни. Кроме того, все папоротники имеют более сложное внутреннее строение листьев.

Вопрос 5. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?
Роль папоротникообразных в природе и в хозяйственной дея¬тельности человека в основном связана с залежами каменного угля, образованными древними папоротникообразными в каменноугольном периоде палеозоя. Современные папоротникообразные используют в медицине (например, щитовник мужской применяют как глистогонное средство), в качестве декоративных растений, в аквариумах и водоемах (например, сальвиния, азолла каролинская). Некоторые виды азоллы используют как зеленое удобрение, обогащающее почву азотом. В металлургии формы для литья обсыпают порошком из спор этих растений, и металлические детали легко отстают от стенок. В некоторых районах нашей страны употребляют в пищу весенние побеги хвоща (в сыром, пареном виде и как начинку в пирогах), а также молодые листья папоротника орляка. Орляк на Дальнем Востоке заготавливают в больших количествах для пищевых целей. Хвощи часто бывают злостными сорняками; среди них встречаются и ядовитые формы.

Растения, принадлежащие к отделу папоротникообразных (папоротники, хвощи, плауны), имеют более сложное строение, чем мхи. Кроме хорошо развитых побегов, у них есть настоящие корни. В стеблях имеется специализированная проводящая ткань, состоящая из сосудов.

Предками папоротникообразных являются древнейшие и наиболее примитивные наземные растения - псилофиты, возникшие в силуре и вымершие в девоне. В жизненном цикле преобладает диплоидное бесполое поколение - спорофит, который представляет собой крупное многолетние растение. Его корни, стебли и листья имеют довольно сложное внутренние строение. Есть настоящие проводящие пучки, из ксилемы и флоэмы. У некоторых видов есть камбий, и они способны к вторичному утолщению. На спорофите в спорангиях после мейоза образуются споры. Из споры развивается гаплоидный гаметофит (половое поколение). Его называют заростком. По строению он проще, чем спорофит. Имеет вид небольшой пластинки или клубенька без дифференциации на органы. Размер его не превышает нескольких сантиметров. На одном или на разных гаметофитах образуются антеридии и архегонии. В средней части заростка снизу образуются антеридии, в которых созревают сперматозоиды, ближе к сердцевинной выемке - арехегонии, в которых формируется по одной яйцеклетке. Во время дождя или росы сперматозоиды проникают в архегоний, где один из них оплодотворяет яйцеклетку. Возникшая зигота многократно делится, давая начало взрослому организму (спорофиту). Таким образом, гаметофит у папоротникообразных существует независимо от спорофита, и его клетки содержат гаплоидный набор хромосом. Спорофитом же является все растения, которое вырастает из диплоидной зиготы. Гаметофит нуждается во влаге, т.к. оплодотворение происходит в присутствии воды, спорофит - сухопутное растений.

Строение и размножение.

Известно около 10000 видов папоротников. Они распространены по всему земному шару, преимущественно в условиях высокой влажности. В нашей стране - это многолетние корневищные травы (орляк, страусово перо и др.) В тропиках, кроме разных травянистых, встречаются древовидные с высокими прямыми стволами и веером перистых листьев на вершине. На нижней стороне листьев группами расположены спорангии со спорами. Из спор вырастают обоеполые заростки - сердцевинные зеленые пластинки величиной 1 кв. см с ризоидами на нижней стороне. Во время дождя или росы антеридии раскрываются. Сперматозоиды проникают в архегоний и оплодотворяют яйцеклетку. Образуется зигота, из которой развивается спорофит.

Роль в природе и жизни человека:

1) Жесткие прочные и длинные стержневые части листа используют для различных поделок.
2) Применяют в медицине: а) как глистогонное средство (мужской щитовник); б) для лечения открытых ран; в) при лечении кашля и болезней горла.
3) Используют в качестве декоративных растений, в аквариумах (сальвиния, азолла королинская).
4) Некоторые виды поселяются на болотах и участвуют в образовании болот.
5) Виды азолы используют в с/х в качестве зеленого удобрения, обогащающего почву азотом.
6) В каменноугольном периоде древовидные папоротники достигли расцвета и при отмирании дали скопления, из которых образовался каменный уголь, используемый человеком сейчас.
7) Обагатили атмосферу О2, сильно изменив состав атмосферы.

Хвощи - многолетние травы.

Встречаются на влажной кислой почве в сырых лесах, на болотах, на влажных полях и лугах. Ежегодно на зимующих корневищах, от которых отходят придаточные побеги, внешне напоминающие маленькие елочки. От главного стебля мутовками расходятся боковые побеги. Главный стебель и боковые веточки расчленены на узлы и междоузлия. От каждого узла отходят бурые чешуйчатые листья, сросшиеся в трубку. Фотосинтез происходит в зеленых ребристых стеблях. В отличие от папоротников, листья у хвощей развиты слабо.

Споры образуются в спороносных колосках, развивающихся в зависимости от вида на верхушках ассимилирующих или неспециализированных бесхлорофильных побегах. Из них вырастают мужские и женские заростки. Они имеют вид небольших зеленых рассеченных пластинок, от нижней поверхности которых отходят ризоиды. Мужские заростки меньше женских, на них развиваются антеридии. В средней части образуются архегонии. Оплодотворение осуществляется спирально скрученным многожгутиковыми сперматозоидами. Из зиготы развивается спорофит. Хвощ полевой - злостный сорняк.

Плауны

- многолетние травы, встречаются в сырых хвойных и смешанных лесах. Их длинные ползучие стебли густо усажены жесткими листьями. От стебля вниз отходят корни, а вверх - прямостоячие веточки со спороносными колосками. Здесь в спорангиях после мейоза образуются гаплоидные споры. Из спор вырастают очень мелкие (2-3мм) подземные бесцветные заростки с ризоидами. Через 15-20 лет на верхней стороне заростка образуются антеридии и архегонии. После оплодотворения яйцеклетки двужгутиковым сперматозоидом из зиготы развивается спорофит.

Выводы:
1. Папоротникообразные относятся к высшим споровым растениям, т.е. размножаются спорами, но отличаются более сложным циклом развития с чередованием 2-х поколений - бесполого и полового, по сравнению со мхами.
2. Признаки усложнения: а) имеют стебель, листья, настоящие корни; б) в стебле находится сосудистые пучки более простого строения, чем у цветковых. Это дает возможность папоротникообразным больше преимуществ в выживании, чем мхам, т.к. всасываемая корнями из почвы вода по сосудам стебля передвигается в листья. Это результат приспособления их к наземному образу жизни.
3. Папоротникообразные - сухопутные растения, но оплодотворение у них не возможно только в присутствии воды.

Читайте также: