Голосеменные хвощевидные покрытосеменные зеленые водоросли моховидные

Обновлено: 05.10.2024

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).

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:

Для осуществления полового процесса им необходима капельно-жидкая влага, что ограничивает их распространение.
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

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:

Появление цветка — органа, совмещающего функции бесполого размножения (образование спор) и полового (формирование семени).
Образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки (семяпочки) и предохраняющей их от неблагоприятных воздействий среды.
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).
Двойное оплодотворение, в результате которого образуется диплоидный зародыш и триплоидный (а не гаплоидный, как у голосеменных) эндосперм.
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.
Размножение и семенами, и вегетативными органами.
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.
Быстрое протекание процессов роста и развития у однолетних форм.
Большое разнообразие жизненных форм: деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, многолетние травы, однолетние травы и т. д.
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.

В царстве растений выделяют отделы: зелёные водоросли, красные водоросли, бурые водоросли, моховидные, папоротниковидные, хвощи, плауновидные, голосеменные, покрытосеменные.

Водоросли — низшие растения, живущие преимущественно в водной среде (одноклеточные, колониальные, многоклеточные с нитчатым или расчленённым слоевищем). Клетки водорослей имеют типичное для растений строение (особые органоиды — хроматофоры). По типу питания — автотрофы. Размножение — вегетативный (делением слоевища на части), бесполый (образование подвижных зооспор) и половой способы.

Бесполое: после деления клетки образуются 4 зооспоры, при благоприятных условиях прорастают.

Моховидные

Моховидные — высшие растения, тело которых дифференцировано на стебель и листья. Функцию корней выполняют ризоиды. Имеют ассимиляционную ткань, слабо специализированные механические, проводящие, запасающие и покровные ткани.

Размножение (кукушкин лён): происходит смена полового (гаметофита) и бесполого (спорофита) размножения. Гаметофит — взрослое растение (формирует гаметы), спорофит — коробочка на ножке (зигота). На верхушке мужской особи формируются антеридии (в них созревают двужгутиковые сперматозоиды), на верхушке женской особи — архегонии (яйцеклетки). Сперматозоиды попадают в архегонии, происходит оплодотворение (в капле воды). Образуется зигота, она делится и прорастает спорофитом на женском растении. В спорофите после мейоза образуются гаплоидные клетки (споры). Попав во влажную среду, они прорастают в заросток (протонему). На ней образуются новые побеги.

Плауновидные, Хвощевидные, Папоротникообразные

У папоротников, хвощей и плаунов в цикле развития преобладает спорофит. Растения этих групп имеют листья, стебли и корни, некоторые имеют подземные корневища с видоизменёнными листьями и придаточными корнями.

Плауны: плаун булавовидный — травянистое растение с ползучим стеблем и игольчатыми листьями (спорофит). На верхушке образуются спороносные колоски (споры). Споры прорастают в виде заростка (гаметофит), на котором формируются антеридии (сперматозоиды) и архегонии (яйцеклетки). Для оплодотворения необходима вода, в результате формируется зигота — зародыш — взрослое растение.

Характерно чередование поколений — гаметофита и спорофита.

Хвощи: хвощ полевой — различают два вида побегов (весенние, летние). На верхушке весенних побегов формируются спороносные колоски (гаплоидные споры).

Одни из них прорастают в мужской заросток (формирует антеридии со сперматозоидами), другие в женский (архегонии с яйцеклетками). Во влажной среде происходит оплодотворение, формируется зигота, из зиготы — новое растение. Летние побеги — хлорофиллоносные (фотосинтез).

Хвощ полевой: 1 – спора со свёрнутыми элатерами; 2 – спора с развёрнутыми элатерами; 3 – спорангиофоры со спорангиями; 4 – весенний спороносный побег; 5 – летний вегетирующий побег; 6 – корневище.

Папоротники: щитовник мужской — имеет корневище, укороченный стебель со сближенными междоузлиями, на котором расположены вайи (лист, разворачивается в течение трёх лет, обеспечивает фотосинтез и спороношение). От корневища отходят придаточные корни.

Размножение: на нижней стороне листа образуются спорангии (гаплоидные споры). Споры прорастают в заросток, прикреплённый к почве ризоидами. На нижней стороне заростка (гаметофит) созревают антеридии (сперматозоиды) и архегонии (яйцеклетки). Оплодотворение происходит во влажной среде. Образуется зигота — зародыш (формируется на заростке, имеет первичный корешок, стебелёк, лист) — взрослое растение.

Чередование поколений — гаметофита и спорофита.

Голосеменные

Голосеменные — высшие семенные разноспоровые растения. Микроспоры (пыльца) созревают в микроспорангиях (мужские шишки). Мегаспоры — в мегаспорангиях семязачатков (женские шишки).

В процессе размножения бесполое поколение сменяется половым. Мужская шишка состоит из оси и мелких чешуек, в пазухах которых имеются 2 микроспорангия (гаплоидные микроспоры, созревающие в пыльцу). Ядро пыльцы делится митозом, образуя 2 клетки. Из одной формируются 2 спермия, из другой — пыльцевая трубка. Мужской гаметофит — пыльца.

Женская шишка — ось и чешуйки (сухие — кроющие; сочные — семенные). У основания сочных чешуй формируются два семязачатка (ткань мегаспорангия (нуцеллус) и покров). Одна крупная клетка нуцеллуса делится мейозом — 4 гаплоидные макроспоры (три рассасываются, одна — женский заросток с двумя архегониями (яйцеклетки)). Женский гаметофит — заросток с архегониями.

Мужские гаметы (спермии) ветром доставляются к яйцеклетке и прорастают с помощью пыльцевой трубки (в оплодотворении участвует один спермий, второй гибнет). Из зиготы — зародыш, ткань женского заростка — эндосперм. Через год после оплодотворения формируется семя.

Покрытосеменные

Покрытосеменные — высшие цветковые растения. Выделяют два класса.

Однодольным характерна мочковатая корневая система, параллельное или дуговое жилкование листьев, одна семядоля, беспорядочное расположение проводящих пучков в стебле, отсутствие камбия, число частей цветка кратно трём.

Двудольным характерна стержневая корневая система, сетчатое, реже дуговое жилкование листьев, две семядоли, круговое расположение проводящих пучков, наличие камбия, число частей цветка кратно четырём или пяти.

В биологической систематике группой высшего ранга является царство. В биологии выделяют царство растений, царство животных, царство грибов и царство простейших.
Сегодня мы подробнее познакомимся с царством растений.

Глоссарий

Таксон — группа, состоящая из отдельных объектов, имеющих общие признаки и объединенных на основании данных признаков и свойств. Основные ранги таксонов — вид, род, семейство, класс, отдел.

Слоевище — тело растений, у которого не выделены органы растения и отсутствует сосудисто-волокнистый пучок.

Хроматофор — пластиды разной формы, содержащие пигмент у водорослей.

Спорофит — диплоидная фаза в развитии растений и водорослей, которая развивается из оплодотворенной клетки и производит споры.

Гаметофит — гаплоидная фаза в развитии растений, развивается из споры и производит гаметы.

Гаметы — половые клетки.

Ризоид — одна или несколько недифференцированных клеток у низших растений, которые выполняют функцию корня.

Историческая справка

В I веке Диоскорид, греческий ученый, собрал описания известных ему лекарственных трав. С падением Римской империи наука пришла в упадок, тем более ботаника, которая не изучала превращение металлов в золото и никаким образом не могла способствовать обогащению того, кто ей занимался. В средневековой Европе лишь описания лекарственных растений или травники были в ходу.

Над классификацией растений работали Карл Линней, Себастьян Вайян, Жозеф Турнефор. Для классификации в биологической систематике принято использовать таксоны.

Признаки царства растений

Прежде чем перейти непосредственно к классификации растений, стоит вспомнить, что растения имеют ряд признаков, характерных всем представителям царства.

Признаки отделов растений

Растения способны к автотрофному питанию. Это значит, что в процессе жизнедеятельности растения синтезируют необходимые органические вещества из углекислого газа и воды под воздействием солнечного света в ходе фотосинтеза.

В зависимости от сложности строения и способа размножения выделяют семь отделов растений, характеристики которых разберем ниже.

Водоросли – наиболее примитивно устроенные представители царства растений. Тело водорослей называют таллом. По строению это однотипные клетки, среди которых невозможно выделить отдельные органы растений.

Клетки таллома водорослей:

Благодаря наличию светочувствительного глазка (стигмы) обладают фототаксисом, т. е. двигаются к источнику света для обеспечения процессов фотосинтеза.
Размножение может быть бесполым – с помощью деления таллома, и половым – с формированием гамет.

По своей структуре моховидные сложнее водорослей, и у представителей отдела выделяют стебель и листья. Отличительной особенностью является отсутствие корней. Функцию корня по всасыванию питательных веществ из почвы берут на себя ризоиды.

Значение. Моховидные способны накапливать большие объемы влаги, тем самым регулируя водный баланс планеты. Благодаря большой площади зеленой массы мхи обеспечивают планету кислородом. При перегнивании мхов образуется торф, который является питательной субстанцией для других растений, а также используется в качестве топлива.

В настоящее время ученые насчитывают около 1000 видов, хотя 350 млн лет назад плауновидные, хвощевидные и папоротниковые были основными представителями богатого растительного мира древней Земли. Отмирая и проведя в толще земли тысячелетия, из остатков растений сформировались залежи каменного угля — ценного полезного ископаемого.

Внешне современные представители похожи на мхи. Однако выделение у плауновидных дифференцированных корней, стебля и листьев позволило ученым отнести представителей отдела к высшим растениям.

Значение. Как и все растения, плауновидные вносят вклад в обеспечение кислородом. Из некоторых видов человек научился выделять курареподобный яд и использовать в медицине.

Как и плауны, гигантские представители хвощей населяли Землю 300 млн лет назад. В настоящее время хвощи встречаются в Северном полушарии, хотя возможно исследователи просто не нашли среди богатого растительного мира Южного полушария хвощи, и если вам это удастся, Нобелевская премия в кармане.
Уже с первого взгляда юный ботаник точно определит, что перед ним представитель хвощевидных: мутовчато расположенные листья в четко выделенных междоузлиях характерны только этому отделу.

Значение. Несмотря на то, что хвощ — сорняк, и благодаря мощному корневищу доставляет немало проблем земледельцам, он является индикатором кислоты почвы и необходимости внесения извести для получения качественного урожая. Для диких оленей и кабанов является источником пищи. В фармакологии отвары и экстракты из хвоща полевого используют как мочегонное средство.

Гуляя по лесу умеренной зоны, практически каждый видел ярко-зеленые широкие листья папоротников. Представители отдела многочисленны, и насчитывают около 10 тысяч видов. Стебель развит слабо, и зеленая масса листьев значительно преобладает над стеблем. Придаточные корни помогают растению хорошо фиксироваться в почве и получить больше питательных веществ. Папоротники размножаются делением корневища или с помощью спор. Половое и бесполое поколения разделены. Взрослое растение папоротника — бесполое поколение.

Значение. Благодаря пышной зеленой листве папоротники используются в качестве декоративных украшений садовых участков и для насыщения воздуха кислородом. Некоторые из представителей используются в кулинарии для приготовления экзотических блюд.

Эволюция не стояла на месте, и за 350 млн лет, прошедших с царствования папоротников, на планете сформировался более совершенный способ размножения — семя. Семя — это маленький спорофит с запасом питательных веществ, корешком, почечкой и зародышевыми листьями.

Многочисленные деревья, кустарники и лианы, чье семя лишено специального замкнутого хранилища для семяпочки и развивающегося из нее семени, относятся к отделу голосеменных. Умеренная зона северного полушария — наиболее подходящее место для обитания голосеменных. Именно там основная масса хвойных растений образует тайгу.

Значение. Древесина голосеменных используется в строительстве и целлюлозной промышленности в качестве топлива. Плоды некоторых голосеменных человек использует в пищу (хлебное дерево). Одним из удивительных представителей голосеменных является секвойя. Возраст некоторых из этих величественных деревьев перевалил за 1000 лет.

Несмотря на то, что в масштабах эволюции отдел самый молодой, цветущие растения, радующие глаз на клумбах и полях, плодовые деревья и другие виды, чье семя защищено, составляют основную массу разнообразной флоры на планете Земля. В настоящий момент их число достигло 250 тыс. видов и продолжают открываться и искусственно выводиться новые виды.

Значение. К отделу относятся культурные и дикорастущие растения, которые человек использует в пищу. Древесина используется при строительных работах, в производстве мебели. Экстракты из различных частей растений используются в медицине.

Урок можно начать с беседы о многообразии растительного мира, предложить ученикам назвать растения. Если на лето выдавалось задание по сбору гербария, ученики показывают свои гербарии и рассказывают где были собраны растения (поле, лес, луг, сад и т.д).

С помощью наводящих вопросов учителя о строении корня, стебля, семян и демонстрации наглядного материала ребята определяют отличия различных отделов растений. Ученики зачитывают остальные доклады.

Читайте также: