Покрытосеменные более высокоорганизованные растения

Обновлено: 03.10.2024

В настоящее время покрытосеменные, или цветковые, растения преобладают среди растительности на Земле. Их насчитывается около 300 тыс. видов. Покрытосеменные — наиболее высокоорганизованные растения. Они представлены разными жизненными формами (деревьями, кустарниками, травами и др.) с разной продолжительностью жизни и заселяют большинство сухопутных мест обитания.

Покрытосеменные, или цветковые, растения — это группа, находящаяся в статусе отдела по современной классификации.

От всех других растений покрытосеменные отличаются наличием у них:

более совершенным строение проводящей системы.

Кроме этих основных, есть и другие отличительные признаки.

У покрытосеменных растений образуются семена, в отличие от мхов и папоротников, у которых образуются споры. Однако семена образуются не только у покрытосеменных, но также у голосеменных растений. Главное отличие между ними заключается в отсутствии у голосеменных завязи, защищающей семязачатки, и плода, служащего органом распространения семян.

Приобретение в процессе эволюции цветка и плода позволило покрытосеменным (цветковым) освоить новые способы опыления генеративных органов и новые способы распространения семян. Опыление у них стало осуществляться не только с помощью воды (как у мхов и папоротников) и ветра (как у голосеменных). Преимущественно покрытосеменные приспособились к опылению разнообразными насекомыми. Для этого у них эволюционно развились яркие, пахнущие, вырабатывающие нектар хорошо заметные цветки и соцветия. Наличие плода, в свою очередь, позволило цветковым растениям, распространять свои семена не только с помощью ветра, а также с помощью животных и птиц, саморазбрасыванием и другими способами.

Семена покрытосеменных содержат большое количество запасных питательных веществ. Они содержатся либо в частях зародыша (обычно в семядолях), куда они перетекают в процессе созревания из эндосперма, либо остаются в эндосперме. Эндосперм — это особая ткань цветковых растений, которая представляет собой результат двойного оплодотворения. После опыления один спермий оплодотворяет яйцеклетку (образуется зигота), а второй так называемую центральную клетку семязачатка. В результате центральная клетка становится триплоидной (3n, содержит тройной набор хромосом). Ее деление формирует эндосперм, в которой притекает запас питательных веществ для зародыша растения, развивающегося из зиготы.

Эти и другие особенности в совокупности дали возможность покрытосеменным заселить новые места обитания, лучше приспособиться к ним. Цветковые оказались более прогрессивной группой растений, чем папоротники и голосеменные.

Ц Цветковые или покрытосеменные растения являются основными представителями растительного мира, которые является преимущественным видом на Земле.

Цветковые растения и их общая характеристика

Покрытосеменные, или цветковые, растения являются наиболее высокоорганизованными представителями растительного мира и в настоящее время господствующий на Земле. Описано около 250 тыс. видов цветковых растений. Различны и их жизненные формы (травы, кустарники, деревья) и продолжительность жизни (однолетние, двулетние, многолетние). Благодаря ряду прогрессивных черт покрытосеменные заселяют все среды обитания. Они имеют дифференцированные ткани и органы, сложный процесс полового размножения с двойным оплодотворением, который протекает в специальном генеративном органе — цветке. Семена развиваются внутри плода и защищены от неблагоприятных воздействий внешней среды.

Особенности строения и размножения

Структурной единицей любого растения является клетка. Группы клеток, имеющие сходное строение и выполняющие одинаковые функции, образуют ткани. Орган — часть растения, которая занимает определенное положение, выполняет специфическую функцию и имеет характерную форму и строение. Орган включает несколько различных тканей. Вегетативные органы — корень, стебель, лист -участвуют в процессах жизнедеятельности и в бесполом размножении. Генеративные (репродуктивные) органы цветок, плод, семя -обеспечивают половое размножение растений.

Ткани и органы цветковых растений

Для более наглядного описания тканей и органов рассмотрим таблицу ниже.

Ткань Элементы Структура Функции
1. Образовательная (меристема) Камбий: точки роста(меристемы верхушечные, боковые, вставочные и кончика корня) Клетки многогранные, тонкостенные, цитоплазма без вакуолей и хлоропластов; постоянно делятся Обеспечивает рост растения. Дает начало другим тканям
2 .Основная (паренхима) Ассимиляционная (мякоть листа, некоторые клетки коры стебля) Клетки с тонкими стенками и большим количеством хлоропластов Фотосинтез
Запасающая(эндосперм, видоизменения корня и стебля, паренхима лубяная и древесная) Клетки округлые или многоугольные, живые; тонкая оболочка часто утолщается и древеснеет; много межклетников Хранилище запасных питательных веществ(сахара, белки, крахмал); накопление влаги в межклетниках у растений жаркого климата
Воздухоносная( водные и болотные растения) Клетки округлые или звездчатые, расположены рыхло много крупных межклетников Накопление воздуха в межклетниках
3. Проводящая — ксилема(древесина) Трахеиды Клетки вытянутые, мертвые, без цитоплазмы, с одревесневшими стенками Восходящий ток воды и минеральных солей
Трахеи Клетки вытянутые, с частично одревесневшими стенками и сохранившимися участками цитоплазмы
Флоэма (луб) Ситовидные трубки Клетки вытянутые, живые, с цитоплазмы, лишенные ядра. Их поперечные перегородки имеют отверстия. Расположены параллельно трахеям. Нисходящий ток продуктов ассимиляции(органических веществ) от листьев в стебель и корень
Клетки-спутницы Типичное для растительных клеток строение; прилегают к ситовидным трубкам
4. Механическая Волокна луба и древесины Клетки с толстыми одревесневшими стенками Обеспечивают упругость и прозрачность растений
5. Покровная — эпидермис(кожица) Устьица (эпидермис листьев и стеблей травянистых растений), восковой налет, волоски Клетки живые, тонкостенные, со всеми органоидами, часто с хлоропластами; плотно прилегают друг к другу Защитная, испарение воды, газообмен
пробка, вторичная покровная ткань(стебли и корни многолетних растений) Многослойная ткань, чечевички Клетки мертвые, с плотными оболочками, пропитанными жироподобными веществами Защитная, газообмен(через чечевички)
Корка(старые ветки и стволы деревьев) Комплекс отмерших тканей(основная ткань, старая пробка) Мертвые клетки, заполненные воздухом, с толстыми оболочками Защитная, газообмен(через трещины коры)

1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.

Покрытосеменные - самый крупный отдел расте­ний, в составе которого выделяется 2 класса, 533 се­мейства, около 13000 родов и не менее 250000 видов.

Достоверные остатки покрытосеменных известны из мелового периода мезозойской эры по находкам вегетативных и репродуктивных структур и органов - древе­сины, листьев, цветков, плодов и пыльцы. Более ранние остатки домелового периода, которые описывались как принадлежащие покрытосеменным, после более тща­тельной проверки оказались либо неправильно опреде­ленными и классифицированными, либо не точно уста­новлен их возраст. Некоторые ученые допускают возможность появления некоторых покрытосеменных на границе юрского и мелового периодов.

Особенности покрытосеменных как наиболее высокоорганизованной группы растений.

Они касаются цикла развития, репродуктивных структур и вегетативных органов и возникли в процессе приспособления к условиям жизни на суше.

Пыльцевое зерно имеет только две клетки, которые образуются в результате деления ядра микроспоры: вегетативную (клетка трубки) и генеративную (спермиогенная) клетки. Из спермиогенной клетки образу­ются два спермия.

Своеобразие покрытосеменных состоит в том, что только в этой группе растений происходит процесс двой­ного оплодотворения. Суть его заключается в том, что один из спермиев сливается с яйцеклеткой с образо­ванием диплоидной зиготы, из которой развивается за­родыш, а второй спермий - с диплоидным ядром цен­тральной клетки, и в результате образуется триплоидное ядро первичной клетки эндосперма, который является питательной тканью. В отличие от голосеменных эндосперм не принадлежит гаметофиту. Развитие зародыша и питательной ткани происходит сбалансированно.

Важнейшей особенностью покрытосеменных явля­ется наличие цветка - многофункционального ком­плексного органа, присущего только этой группе. По своей морфологической природе он представляет собой видоизмененный укороченный первоначально споро­носный побег, обеспечивающий образование репродук­тивных структур, а также прохождение всех процессов, связанных с семенным размножением.

Основные элементы цветка - это микро- и мегаспорофиллы. Микроспорофиллы, видоизменённые в тычинки, несут на тычиночной нити пыльник, состоящий обычно из двух половинок. Каждая половинка пыльника — это два сросшихся микроспорангия (два гнезда). Мегаспорофиллы занимают центральную часть цветка и образуют при срастании между собой один пестик, либо остаются свободными - несколько пестиков. Кро­ме этих изначально спороносных элементов цветка, снаружи имеется покров в виде листовидных образова­ний - околоцветник, который может быть простым или двойным, состоящим из чашечки и венчика. Тычинки и пестики могут располагаться в разных цветках.

Существует огромное разнообразие цветков, кото­рое возникло в результате выработки приспособлений к эффективному выполнению различных функций, Присущих этому органу. В нем (или в них) происходят в строгой последовательности следующие процессы: об­разование микро- и мегаспор; микро- и мегаспорогенез; формирование мужского и женского гаметофитов, про­дуцирующих гаметы; обеспечивается перенос пыльцы, её прорастание и доставка спермиев в зародышевый мешок посредством пыльцевой трубки; двойное опло­дотворение; развитие зародыша и запасной питатель­ной ткани. Завершающим этапом является образование семян, заключенных в плод, их рассеивание и распро­странение в пространстве.

Большое значение имеет форма и характер поверх­ности пыльцевых зерен, отличающихся огромным раз­нообразием. Оно возникло в результате приспособле­ния к различным агентам переноса пыльцы, обеспечи­вающего перекрестное опыление. Насекомоопылению способствуют нектарники.

У многих растении имеются соцветия, которые обеспечивают успешное массовое перекрестное опыле­ние цветков, повышающее семенную продуктивность растений.

Немаловажную роль выполняет околоцветник, при­влекающий своей окраской, формой, величиной насе­комых и других животных (колибри) как опылителей. Рыльце пестика, воспринимающее пыльцу, своими вы­делениями удерживает пыльцевые зерна и стимулирует их прорастание. Столбик пестика способствует пере­движению пыльцевой трубки, наличие рыльца и стол­бика повышает избирательность генеративных струк­тур, завязь создает защиту и благоприятную влажную среду для развивающихся в ней семяпочек. Из завязи образуется плод, в котором находятся семена, число которых от одного до нескольких сотен. Наличие плода - одна из характерных особенностей отдела, отражен­ная в названии покрытосеменные. В процессе эволюции выработалось большое разнообразие плодов, что создает оптимальные возможности для расселения растений. Этому способствуют также многообразные связи с разными группами животных как агентов для распространения семян (птицы, млекопитающие, муравьи ит.д.). Происходила сопряженная эволюция мира покры­тосеменных и мира животных, само существование некоторых групп животных было бы невозможно без цветковых.

Приспособления к жизни на суше касаются так­же и вегетативных органов. Следует отметить важ­нейшие из них:

• у большинства покрытосеменных имеются настоящие сосуды - самые совершенные водопроводящие элементы ксилемы;

• во флоэме образуются, помимо ситовидных трубок, клетки спутницы, облегчающие отток органи­ческих веществ в другие ткани;

• разнообразие морфологического и анатомического строения вегетативных органов; наличие видоиз­менений органов; их многофункциональность; (корневища, клубни, луковицы и др.);

• богатство жизненных форм;

• интенсивность прохождения этапов индивидуального развития (онтогенеза), высокая интенсивность размножения, в том числе вегетативного;

• богатство и разнообразие биохимического состава, который обеспечивает устойчивость к неблаго­приятным факторам среды.

Совокупность всего разнообразия приспособлений, возникших в процессе эволюции в условиях наземного существования позволило покрытосеменным занять господствующее положение в растительном покрове земного шара.

Особый интерес представляет проблема происхож­дения цветка как наиболее характерного органа покрытосеменных. На этот счёт существует несколько точек зрения, которые можно выделить в три основные груп­пы: стробилярная, псевдантовая и теломные гипотезы (чаще именуемые теориями).

Согласно псевдантовой гипотезе первоначально воз­никли раздельнополые ветроопыляемые цветки из соб­раний микро- и мегаспорофиллов, подобных таковым у представителей эфедровых и гнетовых из голосеменных. Предполагается, что в дальнейшем на базе объединен­ных раздельнополых возникли обоеполые цветки.

Разные варианты теломных гипотез происхождения цветка предполагают разные пути возникновения цвет­ков различных типов, развивавшихся независимо друг от друга. Исходными структурами для них были не дифференцированные на органы теломы, имевшие ра­диальную симметрию и ветвившиеся дихотомически. Они разделялись на стерильные (не спороносные) и фертильные (спороносные) части.

На этом уроке мы сравним побеги покрытосеменных и голосеменных деревьев и ещё раз поговорим о шишках хвойных растений.

Чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных?

Голосеменные растения не цветут и у них не бывает плодов. Вместо плодов у них видоизмененные побеги — шишки. Пыльца (мужские гаметофиты) переносится с мужских шишек на женские при помощи ветра. В женских шишках образуются семена, которые лежат на чешуйках открыто.

У покрытосеменных есть генеративный орган — цветок. Они опыляются не только ветром, как голосеменные, но и насекомыми, которые переносят пыльцу с цветка на цветок. После оплодотворения из цветка развивается плод. Семена созревают внутри плода.


Пчела, опыляющая цветы

На нашей планете более 350 тыс. видов растений, почти 3/4 их — покрытосеменные. Как думаете, почему покрытосеменные по разнообразию видов и численности заняли господствующее положение в растительном мире?

Голосеменные опыляются ветром, а цветковые растения — ветром и насекомыми. Образование и развитие семян у голосеменных занимает больше времени, чем у покрытосеменных. У цветковых растений семена лучше защищены и лучше приспособлены к распространению и прорастанию.

Всё это позволяет покрытосеменным растениям расти и размножаться в самых разных условиях, в том числе в неподходящих для других растений.

Строение побегов цветковых растений

Давайте изучим подробнее побег растения, взяв, например, веточку березы.

Рассмотрите внимательно ветку цветкового растения. Найдите части побега: стебель, листья и почки.

Разберем новые термины.

Пазуха листа — это угол между основанием листа и стеблем.

Междоузлие — участок стебля или побега между двумя смежными местами прикрепления листьев (узлами).

Почка — это зачаточный побег. Вегетативная (листовая) почка состоит из зачаточного стебля и зачаточных листьев. Из такой почки развивается вегетативный побег.

Рассмотрите, как располагаются почки на побеге. На вершине веточки находится верхушечная почка. С её помощью побег растёт в длину.

В пазухах листьев тоже есть почки — пазушные почки. Пазушные почки располагаются в том же порядке, что и листья. Из этих почек развиваются боковые побеги.

На видео показано в ускоренном режиме, как из почек развиваются побеги винограда.


Цветущая береза

Строение побегов голосеменных растений

Рассмотрите сосновую веточку. Найдите побеги на ветке сосны.

Побеги сосны бывают двух типов: длинные и укороченные. Длинные побеги покрыты маленькими бурыми чешуйками. Эти чешуйки — листья. У сосны на удлинённом побеге не образуется зелёных фотосинтезирующих хвоинок, а только вот такие чешуевидные коричневые листочки. В пазухах этих листочков развиваются укороченные побеги. Они коротенькие, несколько миллиметров длинной. Вот на них и растут хвоинки.


Побег сосны

Рассмотрите веточку сосны на фото. Найдите укороченные побеги, которые несут на себе хвоинки. Выясните, сколько хвоинок находится на одном укороченном побеге.

На укороченном побеге сосны две хвоинки.

На этом виде можно увидеть в ускоренном режиме, как растут побеги сосны:

Посмотрите на рисунок 4 и выясните, где располагаются шишки сосны.

Весной на ветке развивается новый побег. Иголки на этом побеге тонкие, светлые. У основания побега разиваются мужские шишки с пыльцой. Побег растёт, и на его вершине образуются маленькие красноватые женские шишки. Эти шишки пока не готовы к оплодотворению.

На ветке можно увидеть и женские шишки второго года, они зеленоватые. После опыления их чешуйки смыкаются, шишка постепенно деревенеет, становится серовато-бурой. Когда семена созревают, шишка раскрывается, и семена падают на землю.

Сделайте общий вывод о многообразии побегов у растений.

Побеги растений различны по строению, форме, происхождению и размерам. Побег состоит из стебля, почек и листьев. Из почек развиваются новые побеги. На побегах также могут располагаться органы размножения растений. У покрытосеменных это цветы и плоды, а у голосеменных — шишки.


Богатое разнообразие покрытосеменных объясняет их высокую приспособляемость к разнообразным условиям среды|среды. По сравнению с голосеменными и другими отделами растительного мира для покрытосеменных характерны|характерны следующие особенности:

В жизни и хозяйственной деятельности человека покрытосеменные имеют значительно большее значение, чем растения других отделов.

Всё|Все виды покрытосеменных (цветковых) растений относятся к двум классам: двудольных и однодольных. Среди них встречаются деревья, кустарники и травы|травы, однолетние, двулетние и многолетние растения.

Классификация покрытосеменных растений

Как уже отмечалось выше, в отделе покрытосеменных растений выделяются два класса: двудольные и однодольные. Учитывая их многочисленность и разнообразие, в каждом классе выделяются отдельные семейства, роды|роды, виды.

Класс двудольные объединяет свыше 175 тыс. видов, около 350 семейств. В основу деления покрытосеменных на семейства положено строение цветков; учитываются также особенности соцветий и плодов и в меньшей степени — вегетативных органов|органов. Основные признаки некоторых семейств класса двудольных представлены в таблице.

Как видно, характерные|характерные особенности покрытосеменных растений и, в частности — представителей двух классов, заключаются в строении их органов|органов и особенно цветков, то есть вегетативных и генеративных органов|органов.

Отдел покрытосеменные


Общая характеристика

Покрытосеменные составляют наиболее совершенную|совершённую и самую многочисленную группу высших растений, включающую примерно 250 тыс. видов, распространённых по всему земному шару, особенно во влажных тропиках.

В Беларуси насчитывается 112 семейств, 500 родов|родов и более 1750 видов (без учёта многочисленных видов, форм и сортов интродуцированных растений, адвентивных видов и других цветковых растений).

Предполагается, что покрытосеменные возникли в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). К концу мелового периода покрытосеменные занимают господствующее положение в растительном мире благодаря высокой экологической пластичности и многим преимуществам по сравнению с другими высшими растениями.

Важнейший признак покрытосеменных —наличие цветка — видоизменённого и ограниченного в росте спороносного побега, приспособленного для размножения. Появление цветка сыграло исключительно важную роль в их эволюции.

Семязачатки у цветковых растений (в отличие от голосеменных) заключены в полость завязи|завязи пестика и тем самым защищены.

По сравнению с голосеменными пыльца цветковых попадает|попадает сначала не в пыльцевход семязачатка, а на рыльце пестика, предназначенного именно для улавливания пыльцы; это важная отличительная черта|чёрта этой группы.

Гаметофиты (женский — зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаме-тангии — антеридии и архегонии. Кроме того, гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гамето-фит не защищён и легко высыхает.

Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого образуется зигота, дающая начало|начало зародышу, и тришюидная клетка, из которой впоследствии формируется эндосперм. У голосеменных эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения независимо от того, формируется зародыш или нет, т. е. не имеет значения, возникает необходимость в наличии питательной ткани или нет. У покрытосеменных же одновременное развитие зародыша и эндосперма позволяет избежать ненужной траты пластических веществ и энергии в том случае, если зародыш не образуется.

Спорофит покрытосеменных устроен чрезвычайно разнообразно и представлен различными жизненными формами; деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, полукустарнички, лианы, одно- и многолетние травы|травы.

Покрытосеменные имеют высокоорганизованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные|совершённые проводящие элементы — настоящие сосуды, в то время как у голосеменных они представлены трахеидами. Помимо этого, в отличие от всех остальных высших растений, покрытосеменные имеют ситовидные трубки флоэмы с клетками-спутницами. Их появление повысило эффективность перемещения продуктов фотосинтеза от листьев к стеблю и корню, а по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется более быстрое передвижение воды|воды и растворенных|растворённых минеральных солей от корня к стеблю и листьям.

Первые семенные растения — голосеменные — опылялись пассивно. Их пыльца разносилась ветром и лишь случайно оказывалась около семязачатков. Эволюционный успех цветковых растений в значительной степени был обусловлен параллельным развитием их и различных животных. Они оказывали друг на друга селективное воздействие и во многом определили эволюцию свою и партнёров. Яркая окраска цветков, душистый аромат, съедобная пыльца и нектар — свойства, присущие растениям, явились одновременно средствами для привлечения животных-опылителей. Адаптация цветка, как правило, была направлена на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Этот процесс более надёжен, чем опыление ветром. В частности, растениям, опыляемым насекомыми, не нужны такие большие|большие количества пыльцы, как при опылении ветром.

Одним из факторов широкого распространения покрытосеменных и увеличения их разнообразия является биохимическая коэволюция. В некоторых группах покрытосеменных выработалась способность образовывать вторичные метаболиты (алкалоиды, хиноны, эфирные масла|масла, флавоноиды, кристаллы оксалата кальция и др.) — ядовитые вещества, защищающие их от растительноядных животных.

В результате возникновения разнообразных жизненных форм (деревьев, кустарников, трав и др.) покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества, или фитоценозы. Это способствовало более полному и интенсивному использованию ресурсов среды|среды, успешному завоеванию новых территорий и освоению новых местообитаний.

Видео по теме : Отдел покрытосеменные

Читайте также: