Ламинария покрытосеменное растение или голосеменное

Обновлено: 05.10.2024

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.

Бурые водоросли помимо хлорофилла имеют в хроматофорах бурый пигмент - фукоксантин, маскирующий остальные пигменты. Это многоклеточные водоросли, большинство которых растет на глубине 5-15 метров, однако некоторые растут на глубине от 40 до 100 метров. По размерам являются наиболее крупными из всех водорослей. Типичные представители - фукус, саргассум и ламинария сахарная, изображенная ниже.

Строение ламинарии

Ламинария сахарная может достигать в длину до 60 м. Тело водоросли подразделяется на таллом (слоевище), стволик, ризоиды. Внешне напоминает лист на черешке. Вода всасывается всей поверхностью слоевища (таллома), ризоиды выполняют исключительно функцию прикрепления к субстрату.

Хроматофор имеет округлую форму, содержит помимо хлорофилла, каротина, ксантофилла бурый пигмент - фукоксантин. Запасное питательное вещество - ламинарин, откладывается в цитоплазме.

Жизненный цикл

Жизненный цикл представлен чередованием спорофита (2n, бесполое поколение) - имеет вид взрослого растения ламинарии, и гаметофита - гаплоидной фазы(n), представленной небольшими разветвленными нитями. В результате мейоза в зооспорангиях на спорофите (2n) образуются зооспоры (n). Зооспоры на почве прорастают в женские и мужские гаметофиты, на которых расположены соответственно оогонии с яйцеклетками (n) и антеридии со сперматозоидами (n). В результате оплодотворения образуется зигота (2n), из которой начинает расти взрослая особь - спорофит. Цикл замыкается.

Значение бурых водорослей

Бурые водоросли являются основным источником органического вещества в прибрежной зоне (являются звеном в цепи питания). Служат для морских животных местом размножения, укрытия и питания.

Не самое лучшее значение бурых водорослей состоит в том, что они очень любят участвовать в обрастании морских судов, ухудшая тем самым их характеристики.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Предки растений или псилофиты вышли на сушу около 450 млн. лет назад. С этого момента началось их стремительное шествие по планете Земля. Появились гигантские папоротники, хвощи, плауны, затем пришла очередь голосеменных и покрытосеменных растений. Прогресс растительного мира продолжался тысячелетиями и привел к образованию 350 тыс. видов представителей флоры. Это основные продуценты на нашей планете, которые обеспечивают другие организмы питанием и образуют в процессе фотосинтеза кислород – основной элемент, участвующий в процессе дыхания.

Многообразие растений

Систематика предлагает следующую классификацию растительного царства:

Это наиболее удобная и простая схема демонстрирует стройную картину растительного мира и ее постепенное усложнение в процессе эволюции. Чтобы разобраться в таксономических группах и особенностях строения, рассмотрим основные отделы растительного царства.

Основные отделы растений

Подцарство Низшие растения

Отдел Водоросли

Водоросли размножаются тремя способами:

вегетативно: кусочками слоевища;
бесполым способом с помощью спор;
половым процессом при слиянии гамет и коньюгации.

Среди водорослей распространены одноклеточные виды и колониальные формы. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) не имеют оформленного ядра и относятся к прокариотам или доядерным организмам. Остальные представители подцарства – эукариоты. Питание простое:

одноклеточные водоросли используют фагоцитоз, окутывая поверхностью тела и переваривая пищевую частицу;
многоклеточные всасывают питательные вещества всей поверхностью слоевища.

Еще одна схема по систематике показывает классы водорослей, каждый их которых отличается особенностями строения. Это огромное подцарство, которое заполняет океаны, моря, реки, водоемы.

Водоросли производят до 80% органических соединений, необходимых в пищевых цепях. Это основные продуценты биомассы. Их роль этим не ограничивается:

Отдел Лишайники

Удивительные низшие растения, которые представляют собой симбиоз между автотрофной водорослью и гетеротрофным грибом. Одноклеточные водоросли в процессе фотосинтеза образуют органические вещества, а грибы снабжают организм растворенными минеральными солями. Так два разных организма помогают друг другу выжить.

Комплексная природа лишайников помогает сохранить жизнедеятельность в самых неблагоприятных условиях. Они способны получать питание из воздуха, росы, тумана, частичек пыли, дождя, а не только из почвы. Их можно встретить в условиях, мало пригодных для жизни: на скалах, крышах домов, старой древесине, стеклянных и пластиковых поверхностях.

Систематики насчитали 20 тыс. видов лишайников. Они делятся на:

листоватые состоят из слоевища и похожи на пластинки, которые крепятся к субстрату с помощью пучков гиф;
накипные (80%) образуют на поверхности похожий на корочку таллом, который прочно срастается с местом прикрепления;
кустистые образуют кустики из тонких, перевитых нитей или стволиков.

Лишайники размножаются вегетативно, с помощью кусочек слоевищ или спор. Под слоевищем образуются соредия и изидия (водоросли, опутанные нитями гиф). При нарушении коркового слоя они разносятся ветром и меняют местообитания. Лишайники растут очень медленно и живут столетиями.

На заметку: Систематики до сих пор спорят о месте лишайников в системе органического мира. Одни утверждают, что это единый организм и относят их к самостоятельному таксону. По мнению других – это особая биологическая группа, где водоросли ведут себя как автотрофы, а грибы, как типичные гетеротрофы, не способные жить самостоятельно.

Подцарство Высших растений

Отдел Мохообразные

Представлен 20 тыс. видов. Это наземные многолетние растения, устроенные довольно просто. Их характерные черты:

отсутствуют органы и ткани;
нет корней и проводящих пучков;
к земле крепятся с помощью ризоидов, которые поглощают воду из почвы;
образуют слоевище, иногда дифференцированное на стебель и листья;
преобладает половое размножение, для которого нужна водная среда;
при бесполом размножении развивается спорофит – коробочка со спорами.

Мохообразные делятся на классы:

печеночные мхи или печеночники (маршанция);
антоцеротовые (дендроцероз);
листостебельные мхи (кукушкин лен, сфагнум).

Размножение происходит бесполым, половым и вегетативным способом. Половое размножение устроено довольно сложно. Общий процесс изображен на рисунке 1:

Рис. 1. Схема жизненненного цикла мха

На заметку: Способны задерживать влагу в теле, благодаря чему происходит заболачивание почв. Накапливают (собирают в себя) тяжелые металлы и радионуклиды. Обладают антисептическими свойствами и выделяют консерванты, поэтому в глубоких слоях болот находят хорошо сохранившиеся останки людей, животных, предметы быта.

Отдел Плауновидные

Это высшие споровые растения, которые достигли расцвета в каменноугольном периоде. В те времена они представляли собой плауны-колоссы, достигая в высоту 40 м. Древовидные плауны исчезли в палеозое, их законсервированные вымершие остатки дали начало каменноугольным отложениям. Относятся к травянистым многолетним вечнозеленым растениям, способным жить до 100 лет. Растения поселяются на земле и стволах деревьев.

стебли ползучие, полегающие или свисающие;
чешуйчатые или игольчатые листья;
короткие корешки;
размножение при помощи спор при образовании спороносных колосков;
вегетативное размножение почками и побегами.

Местообитание – хвойные леса. Для Плауновидных характерен медленный рост: взрослого возраста они достигают к 20 годам. Их разнообразие невелико и составляет около 1400 видов. Примеры представителей этого растительного отдела:

На верхушках ветвей у плауна годичного находится один колосок. Это вид, который чаще других встречается на просторах России.

На верхушках ветвей у плауна булавовидного по 2–3 колоска. На популяцию растения отрицательно влияет то, что его собирают в декоративных целях (из него изготавливают венки, гирлянды для украшения домов), и после этого он восстанавливается очень медленно.

У баранца обыкновенного споры образуются на верхней стороне листьев. Растение ядовито.

У дифазиаструма сплюснутого листья чешуйчатые, очень маленькие и плотно прижатые к веточкам.

Среди плаунов встречаются ядовитые растения, поэтому животные ими не питаются. Из спор некоторых плаунов готовят натуральную детскую присыпку (тальк), а также лечат кожные высыпания. В промышленности готовят желтую и зеленую краски.

Отдел Хвощевидные

К предкам хвощей относятся псилофиты (первые растительноподобные организмы). Известны гигантские ископаемые формы, которые формировали леса наряду с хвощами и плаунами до каменноугольного периода (300 млн. лет назад). Современных видов всего 30 и произрастают они во влажных лесах Северного полушария.

Это многолетние травянистые растения, которые характеризуются:

жестким стеблем;
зелеными и бурыми побегами;
развитыми горизонтальными или вертикальными корневищами;
формированием клубеньков на корнях с запасом крахмала;
разделением стебля на узлы и междоузлия;
наличием кремнезема в стенках клеток, который выполняет защитную и укрепляющую функции;
размножением спорами в капельно-жидкой среде.

Весной из корневищ на поверхности появляются бурые побеги со спороносными колосками. Когда споры вызревают и осыпаются, побеги хвоща отмирают и на их месте вырастают зеленые побеги спорофита, или вегетативные побеги. Они сильно ветвятся и покрыты чешуйчатыми листьями. В новых побегах идет процесс фотосинтеза, спорообразование для них не характерно.

Это интересно: В отличие от большинства растений хвощи не приносят весомой пользы человеку. Их рассматривают как злостные сорняки, вредные и ядовитые свойства которых исключают их использование в качестве кормовой базы для животных. Только хвощ пестрый – кормовая культура для северных оленей.

Отдел Папоротниковидные

Папоротники ведут свое происхождение от риниофитов, которые появились в девоне. Гигантские растения занимали огромные площади, образуя непроходимые леса в каменноугольном периоде. В те времена, они составляли конкуренцию хвощам и плаунам.

Основные черты развития:

в качестве листа образуются перисто-рассеченные вайи;
побег видоизменен в корневище;
наличие корней;
образование проводящих тканей;
преобладает спорофит;
оплодотворение происходит в капельно-жидкой среде.

На нижней части листовой пластинки находятся спорангии (коричневые пятнышки, расположенные рядами). В них, путем мейоза, формируются гаплоидные споры. Споры попадают в почву, образуя заростки (гаплоидные гаметофиты). Они видны в виде зеленой пластинки с ризоидами.

На заростках появляются гаметангии: антеридии и архегонии. В водной среде сперматозоиды из антеридиев перемещаются в архегонии: происходит оплодотворение яйцеклетки. Из зиготы вырастает новый папоротник – диплоидный спорофит. Таким образом, половое размножение происходит со сменой поколений.

Общий процесс размножения изображен на схеме:

Папоротники находят широкое применение:

На заметку: Среди папоротников к наиболее распространенным относится щитовник мужской. Существовали семенные папоротники, но они вымерли, став родоночальниками отдела голосеменных.

Отдел Голосеменные

Таксон насчитывает всего 700 видов и ведет свое происхождение от древних папоротников. Получили широкое распространение в палеозое и мезозое. В каменноугольном периоде климат изменился: стало суше и заметно похолодало, поэтому господствующие папоротники, хвощи и плауны вымерли, а голосеменные сохранились благодаря ряду приспособительных особенностей.

Наиболее характерные черты:

древесные или кустарниковые вечнозеленые растения;
имеют настоящие семена, лишенные околоплодника, защищены чешуями шишек (стробилами);
растения однодомные: содержат семенные и пыльниковые шишки;
развиты разные ткани: основные, сосудистые, механические;
игольчатые листья (хвоинки) покрыты слоем толстой кутикулы;
старые листья заменяются на новые без листопада;
крупный стержневой корень с боковыми корешками, которые часто образуют микоризу.

Представители Голосеменных:

сосна обыкновенная;
пихта сибирская;
сосна кедровая;
ель;
лиственница;
можжевельник.

Семя развивается в семяпочке или семезачатке (мегаспорангии). В ней формируется женский гаметофит, образуется яйцеклетка и происходит процесс оплодотворения. Формируется зародыш, а семязачаток превращается в семя. Для оплодотворения не нужна вода и это огромный эволюционный прогресс, хотя сам процесс оплодотворения довольно сложен. Мужские гаметы, которые находятся внутри микроспоры, не имеют органоидов движения. Оплодотворение происходит за счет пыльцы (мужские шишки), которая переносится ветром на семенные (женские) шишки. Для голосеменных характерно семенное размножение.

Пихта белая. A — ветвь с мужскими шишками, женскими шишками и осью шишки; B — ветвь со зрелой шишкой; 1 и 2 — лист с обеих сторон; 3 — лист в поперечном разрезе; 4 — мужская шишка; 5 и 6 — пыльцевые мешки, закрытые и открытые; 7 — пыльца; 8, 9, 10 — кроющая чешуя с разных сторон; 11 и 12 — семенная чешуя с кроющей чешуёй и семенами; 13 и 14 — семя с крылом, показанное с разных сторон; 15 и 16 — то же в разрезе, с разных сторон.

Семя состоит из зародыша, гаплоидного эндосперма и семенной кожуры. Распространяются у большинства ветром, у некоторых (у тисса, можжевельника) — животными.

Итог вышесказанного: голосеменные – это обоеполые растения, опыляемые ветром. На одном растении образуются мужские и женские шишки. Гаметофиты состоят из пыльцевых зерен и яйцеклеток. Основная форма жизни – это спорофит, представленный кустарниковой или древовидной формой.

Отдел Голосеменных растений делится на следующие классы:

Устройство стебля (ствола) у голосеменных сложное. Ствол образован:

Корой, которая защищает внутренние ткани.
Древесиной, заполняющей внутреннее содержимое.
Древесина на 90 % состоит из проводящей ткани (трахеиды) или лишь незначительный процент приходится на паренхиму.
На концах трахеид расположены поры, через которые происходит фильтрация жидкости.
Кора и древесина пронизана смоляными ходами, содержащими эфирные масла и смолу.
Сердцевина развита слабо.
На срезе ствола видны кольца прироста, связанные с активностью камбия - ткани, дающей не одинаковый прирост в толщину в разные сезоны.

К сведению: Современные голосеменные имеют листья-хвоинки, которые не опадают. Исключением является лиственница – листопадное дерево. У нее мягкие и плоские листья, расположенные в виде пучков. Древние голосеменные – саговники обладают крупной листовой пластинкой.

Отдел Покрытосеменные

Покрытосеменные обладают особой организацией:

наличие цветка, как органа полового и бесполого размножения;
образование завязи, заключенной в семяпочке, которая предохраняет от неблагоприятных факторов внешней среды;
характерно двойное оплодотворение, при котором образуется триплоидный эндосперм;
наличие запасающей ткани;
редуцированный гаметофит образует 2 спермия;
женский гаметофит образован 8 клетками зародышевого мешка;
развитая дифференциация вегетативных органов и тканей.

Рассмотрим жизненный цикл цветкового растения:

Покрытосеменные растения образуют два класса:

Они значительно отличаются друг от друга, имеют свои характерные особенности.

Класс двудольные растения

Обладают следующими чертами:

зародыш образован двумя семядолями;
стержневой корневой системой;
стебель растет в толщину благодаря камбию;
листья с сетчатым жилкованием;
цветки имеют двойной околоцветник;
у цветка количество лепестков кратно четному и нечетному числу;
жизненные формы – травы, деревья, кустарники.

К двудольным растениям принадлежит огромное количество знакомых семейств. Всего класс насчитывает 200 тыс. видов.

Класс однодольные растения

Характеризуется следующими чертами:

зародыш состоит из одной семядоли;
корневая система имеет мочковатое строение;
для стебля не характерен рост в толщину;
лист простой с параллельным или дуговым жилкованием;
простой околоцветник;
число лепестков нечетное;
жизненные формы – травы и деревья (бамбук, пальма)

На заметку: Чтобы точно определить принадлежность к конкретному классу, нужно найти сочетание нескольких признаков. Один признак не дает представление о принадлежности к таксономической группе.

Роль растений в природе и жизни человека

Космическая роль зеленых растений состоит:

накопление органической массы;
накопление энергии;
обеспечение постоянства содержания углекислого газа в атмосфере;
накопление кислорода в атмосфере;
создание почвы на Земле;
фотосинтез.

Растения служат человеку в качестве:

источника пищи;
кормовой базы для животных;
производных для фармакологической промышленности (медпрепараты);
производных для химической промышленности (красители, химические соединения);
источника древесины – сырья для химической промышленности;
источника тканей – сырья для текстильной промышленности.

Перечислить многочисленную роль растений довольно сложно. Но главное – это продуценты, источник биомассы и кислорода, без которых жизнь на Земле невозможна. Они формировались тысячелетиями и принесли человеку все самое ценное в своем составе, научили пользоваться многими процессами в деятельности (бионика), помогли выжить в непростых климатических условиях и стали основным источником пищи.

Задание 1.1 № 1453

К какому отделу относятся изображенные на рисунках растения?

Подпишите рисунки, используя слова из списка: водоросли, хвощи, покрытосеменные, голосеменные.

Занесите ответы в поля для ввода.

Задание 1.2 № 1473

Для представителей какого из отделов характерно наличие цветка?

Правильный ответ — Покрытосеменные.

Для соотнесения объектов с рисунками нужно воспользоваться словами из предложенного списка: водоросли, хвощи, покрытосеменные, голосеменные.

Читайте также: