Тема: Высшие растения. Происхождение высших наземных растений

Тема: Высшие растения. Происхождение высших наземных растений. Отдел Моховидные

Основные вопросы :

1. Сравнительная характеристика высших и низших растений. Типичные признаки высших растений. Жизненный цикл высших растений.

2. Происхождение высших растений. Отдел Риниофиты.

3. Отдел Моховидные – характерные признаки, особенности жизненного цикла, экологические особенности, классификация Моховидных.

Высшие растения в большинстве живут на суше, т. е. в принципиально других условиях по сравнению с водорослями (низшими растениями). Когда первые растения вышли на сушу (приблизительно 400 млн. лет назад), они сразу были вынуждены приспосабливаться совсем к другим экологическим режимам. Все значимые для растений экологические факторы на суше меняются гораздо в больших пределах, чем в водной среде.

Лимитирующим фактором для большинства наземных растений становится обеспеченность водой. Поэтому появляются покровные ткани (тем совершеннее, чем засушливее условия), проводящие ткани (сначала примитивные - трахеиды и ситовидные клетки, потом - весьма сложно устроенные - сосуды и ситовидные трубки). Формируется развитая корневая система. Возникают мутуалистические взаимоотношения с грибами (микориза) и азотфиксирующими бактериями.

Растение, выйдя на сушу, теряет опору водной среды для своих надземных частей. Как результат формируются механические ткани, противодействующие давлению ветра, дождя и снега.

Тело растений усложняется, образуются две системы органов - корневая, отвечающая за снабжение растений водой и минеральными веществами, и побеговая - несущая фотосинтезирующие листья и репродуктивные органы.

В силу большего разнообразия наземной среды по сравнению с водной, наземные растения гораздо сложнее и разнообразнее по сравнению с водорослями. Количество видов наземных организмов (с учетом представителей всех царств) в 5 раз больше, чем водных организмов. Высших, преимущественно наземных, растений известно около 300 тысяч видов, а низших (водорослей) - около 3- тысяч видов.

Сравним водоросли и высшие растения по основным характеристикам.

Т а б л и ц а 1 (по Миркин и др., 2001 с некоторыми изменениями )

Сравнение низших и высших растений

Характеристика	Низшие растения	Высшие растения
Время появления на Земле	Одноклеточные - 1,8 млрд. лет назад, многоклеточные - 700 млн.	споровые 400 млн. лет назад, покрытосеменные - 200 млн.
Высшие таксоны	Отделы Бурые, Красные, Зеленые водоросли и пр.	Моховидные, Папоротниковидные, Хвощевидные, Плауновидные, Голосеменные, Покрытосеменные
Среда обитания и роль в экосистемах	Преимущественно водная, основные продуценты водных экосистем	преимущественно наземная, продуценты наземных экосистем
Вклад в биологическую продукцию (первичную) биосферы
Доля в фитомассе биосферы
Жизненный цикл	преобладание n, 2n; чередование n и 2n, изоморфная и гетероморфная смена поколений	в жизненном цикле чередуются гаплоидный гаметофит и диплоидный спорофит
Корм северного оленя. В России все виды занесены в Красную книгу РФ. Род Селагинелла, или Плаунок (Selaginella ) включает около 700 видов. Преимущественно тропические и субтропические. В России – 8 видов. Селагинеллы - очень теневыносливые растения (могут расти при освещенности 0,2% солнечного света). В основном влаголюбивые растения. Способны к анабиозу (криптобиозу) при временном пересыхании. Внешне напоминают мелкие плауны. Есть крупные растения до 1 м высотой. Стебли, в отличие от плаунов, имеют дорзовентральное строение (крупные боковые, мелкие спинные листья). Спороносные колоски на верхушках боковых веточек. В колосках – круглые макроспорагнии и овальные микроспорангии (разноспоровость!!!). Заростки эндоспорические. Селагинеллы применяются в современном фитодизайне как почвопокровные растения. Отдел Хвощевидные (Equisetophyta ) Хвощи появились в девоне, расцвет отдела пришелся на каменноугольный период. Произошли от риниофитов. Среди ископаемых представителей отдела обычны древовидные формы, например, каламиты В настоящее время представлен одним классом хвощовые (Equisetopsida) и только одним родом - хвощ (Equisetum ) , насчитывающим около 30 видов. Все современные хвощи –многолетние травы. Для хвощей характерно расчленение на междоузлия и узлы с мутовчато расположенными срастающимися листьями. Функцию фотосинтеза выполняют побеги. В клеточной оболочке много SiO2. В ксилеме обычны трахеиды, могут быть и сосуды; во флоэме – ситовидные трубки. Обычны длинные гипогеогенные корневища, часто с запасающими клубеньками. Для спороносных колосков характерны спорангиофоры, на которых расположены спорангии. Хвощи – равноспоровые растения. Гаметофит одно - или обоеполый. Гаметофит автотрофный, зеленый. Оплодотворение только в каплях воды. Распространение: различные природные зоны и растительные сообщества, как правило, близко от воды. Могут быть трудноискоренимыми сорняками. Лекарственные (могут использоваться как мочегонные). Пихта сибирская встречается в Евразии на огромной площади; пихтовые леса типичны для Западной Сибири. 3) Род Ель - Picea Около 50 видов. В России – 7 видов. Наиболее широко распространены ель сибирская (Picea obovata) и ель европейская (Picea abies) (граница примерно по Уралу). Серебристые ели в культуре – североамериканские виды ель канадская, ель колючая и ель Энгельмана. Теневыносливые деревья до 60 м в высоту и 1,5 – 2 м в диаметре. Доживают до 500-600 лет. Хвоинки четырехгранные или плоские, заостренные, держатся на дереве до 7 лет. 4) Род Сосна - Pinus Около 100 видов в лесах умеренного пояса и горах субтропиков Северного полушария. До 50-75 м в высоту, 120 см в диаметре. Побеги двух типов – длинные, покрытые бурыми чешуевидными листьями, в пазухе которых укороченные побеги с пучком хвоинок (2-8 шт.). Сосна обыкновенная предпочитает легкие почвы (пески). Светолюбива. Сосна сибирская теневынослива. Используют древесину, сосновое эфирное масло, хвою и ее экстракт. Поучают скипидар, канифоль, деготь, древесный уголь . Pinus sibirica – сосна сибирская, кедровая сосна сибирская имеет укороченные побеги с 5 хвоинками. Семена без крыльев. (Сибирь) Pinus strobus – сосна веймутова (восток Северной Америки) Pinus pinea - Сосна пиния, сосна домашняя – неотъемлемая часть средиземноморского пейзажа. Выращивали ради «орешков» на территории Италии с 1 тысячелетия до нашей эры. 5) Род Лиственница - Larix Около 20 видов. Листопадные. Листья мягкие, расположены пучками на укороченных побегах. Древесина твердая, тяжелая, смолистая, очень долговечная. Среди лесных пород в России лиственницы занимают самую большую площадь.

Высшие растения – это жители наземно-воздушной среды, которая коренным образом отличается от водной среды.

Высшие растения являются листостебельными растениями, многие имеют корни. По этим признакам на латинском языке их называют Cormophyta (от греч. kormos –ствол, стебель, phyton – растение) в отличие от водорослей – Thallophyta (от греч. thallos – слоевище, таллом, phyton – растение).

Органы высших растений имеют сложное строение. Проводящая система у них представлена специальными клетками – т р а х е и д а м и, а также сосудами, ситовидными трубками. Проводящие элементы группируются в закономерные сочетания – сосудисто-волокнистые пучки. У высших растений появляется центральный цилиндр – с т е л а. Сначала центральный цилиндр простой - п р о т о с т е л а (от греч. protos – простой, stela – колонка, столб). Затем появляются более сложные стелы: а к т и н о с т е л а (от греч. actis – луч), п л е к т о с т е л а (от греч. plectos – скручивать, вить), с и ф о н о- с т е л а (от греч. siphon – трубка), а р т р о с т е л а (от греч. arthrus - членистый), д и к т и о с т е л а (от греч. diktyon – сеть), э в с т е л а (от греч. eu – настоящий), а т а к т о с т е л а (от греч. ataktos – беспорядочный).

У высших растений имеется сложная система покровных тканей (э п и- д е р м а, п е р и д е р м а, корка), появляется сложный устьичный аппарат. В условиях наземно-воздушной жизни у высших растений появляются мощно развитые механические ткани.

Половые органы высших растений – многоклеточные а н т е р и д и и (мужские) и а р х е г о н и и (женские) – взяли начало, вероятно, от многоклеточных г а м е т а н г и е в водорослей типа диктиоты и эктокорпуса (из бурых водорослей).

Характерной чертой высших растений является чередование поколений в цикле развития – г а м е т о ф и т а (полового) и с п о р о ф и т а (бесполого) и соответствующая смена я д е р н ы х ф а з (г а п л о и д н о й и д и п л о и д н о й). Переход от гаплоидной ядерной фазы к диплоидной происходит при оплодотворении я й ц е к л е т к и с п е р м а т о з о и д о м или с п е р м и е м. И наоборот, переход от диплоидной ядерной фазы к гаплоидной происходит при образовании спор из спорогенной ткани - а р х е -с п о р и я путем м е й о з а с редукцией числа хромосом.

Происхождение высших растений.

Высшие растения, вероятно, произошли от каких-либо водорослей. Об этом свидетельствует то, что в геологической истории растительного мира высшим растениям предшествовали водоросли. В пользу этого предположения свидетельствуют и следующие факты: сходство наиболее древней вымершей группы высших растений - риниофитов – с водорослями, очень сходный характер их ветвления; сходство в чередовании поколений высших растений и многих водорослей; наличие жгутиков и способность к самостоятельному плаванию у мужских половых клеток многих высших растений; сходство в строении и функции хлоропластов.

Предполагают, что высшие растения произошли скорее всего от зеленых водорослей, пресноводных или солоноватоводных. Они имели многоклеточные гаметангии, изоморфное чередование поколений в цикле развития.

Первыми наземными растениями, найденными в ископаемом состоянии, были риниофиты (риния, хорнея, хорнеофитон, спорогонитес, псилофит и др.).

После выхода на сушу высшие растения развивались в двух основных направлениях и образовали две большие эволюционные ветви – гаплоидную и диплоидную.

Гаплоидная ветвь эволюции высших растений представлена отделом моховидные (Bryophyta ) . В цикле развития мхов преобладает гаметофит, половое поколение (само растение), а спорофит, бесполое поколение, редуцирован и представлен спорогоном в виде коробочки на ножке. Развитие моховидных шло в сторону возрастания самостоятельности гаметофита и его постепенного морфологического расчленения, потери самостоятельности спорофита и его морфологического укрощения. Самостоятельной, вполне автотрофной фазой жизненного цикла моховидных стал гаметофит, а спорофит низведен до степени органа гаметофита.

Мхи как представители гаплоидной ветви эволюции высших растений оказались менее жизнеспособными и адаптированными к условиям жизни на Земле. Их распространение связано с наличием свободной капельно-жидкой воды, необходимой не только для ростовых процессов, но и для полового процесса. Этим объясняется их экологическая приуроченность к местам, где имеется постоянное или периодическое увлажнение.

Вторая эволюционная ветвь высших растений представлена всеми остальными высшими растениями.

Спорофит в наземных условиях оказался более жизнеспособным и адаптированным к разнообразным экологическим условиям. Эта группа растений более успешно завоевывала сушу. Спорофит у них часто имеет большие размеры, сложное внутреннее и внешнее строение. Гаметофит, наоборот, претерпел упрощение, редукцию.

У более протых форм (споровые растения) гаметофит еще имеет самостоятельное существование и представлен автотрофным или симбиотрофным заростком (Lycopodiophyta , Equisetophyta , Polypodiophyta ) , а у разноспоровых представителей этих отделов он значительно упрощен, редуцирован. У более организованных – семенных растений – гаметофит утратил самостоятельный способ жизни и развивается на спорофите, а у покрытосеменных (цветковых) сведен до нескольких клеток.

В новых условиях шло постепенное усложнение наземных растений с преобладанием в цикле развития спорофита. Они дали начало ряду самостоятельных групп (отделов) растений, приспособленных к разнообразным условиям жизни на суше.

В настоящее время высшие растения насчитывают свыше 300 000 видов. Они господствуют на Земле, населяют ее от арктических территорий до экватора, от влажных тропиков до сухих пустынь. Они образуют различные типы растительности – леса, луга, болота, заполняют водоемы. Многие из них достигают гигантских размеров (секвойядендрон – 132 м при обхвате 35 м, эвкалипт гигантский – 152 м (Флиндт, 1992), вольфия бескорневая – 0,1-0,15 см (Определитель растений Беларуси, 1999).

При всем огромном разнообразии внешнего вида и внутреннего строения все высшие растения сохраняют определенное единство в строении. Высшие растения подразделяют на 9 отделов. Однако они сравнительно легко увязываются между собой, что свидетельствует о единстве происхождения высших растений.

Подцарство Высшие растения состоит из 9 (8) отделов:

Рини офиты, зостероФилоФиты , моховидные, плауновидные, псилотовидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосем. и цветковые. Два первым отдела (иногда их объединяют в один) -вымершие; два последних отдела относится к семенным растениям, остальные к высшим споро­вым." Все высшие растения - сложные диффе­ренцированные организмы, адаптированные к наземному образу жизни. Зигота всегда превра­щается в многоклеточный зародыш спорофита. Спорофит (кроме моховидных и риниофитов) дифференцирован на корни, стебель и листья и имеет сосуды и/или трахеиды. Процессы полово­го и бесполого размножения разделены во времени, а у большинства таксонов - и в про­странстве:. Бесполое размножение осуществляет­ся спорами, которые образуются в спорангиях спорофитов в результате мейоза. Половое -гаметами, которые образуются в гаметофите. спорангии со стерильными стенками из живых клеток, кутинизированные споры (со спорополленином), правильное чередование поколений, гетероморфный диплогаплонтный жизненный цикл.

Предков ая форма : зеленые многоклеточные водоросли силурского периода с гетеротрихальным талломом. В этом убеждает сходство пиг­ментного состава, запасных питательных веществ, наличия у некоторых современных хетофоровых многокамерных гаметангиев. Возможно, предками высших растений были древние сулурские представители зеленых водорослей порядка Хетофоровые {Chaetopho-rales).

Выход на сушу - 430-4315 млн. лет назад конец силура (палеозой).

Предпосыл ки: появление гетеротрихальных зеленых водорослей; кислорода и защитного озонового слоя в атмосфере; горообразователь­ные процессы в начале палеозойской эры (570 млн. лет назад) - обмеление морей, появление суши →естественный отбор среди водорослей -→ наземные растения.

7. Адаптационные задачи на суше и их решение высшими растениями. Таксо­номическая структура Царства Растения, характеристика подцарств.

Адаптационные задачи на суше и их решение высшими растениями:

1. защита от высыхания вегетативных органов -формирование эпидермы →проблема с газооб­меном - устьица;

2. проблема с всасыванием воды и минеральных веществ в наземных условиях из почвы - необ­ходимо увеличение площади соприкосновения со средой: решение проблемы - разделение тела на подземные и надземные органы с проводящей системой.

3. устойчивость в воздушной среде - механиче­ская ткань, образование стелы - системы сосуди­сто-волокнистых пучков;

4. защита от высыхания спорангиев и гаметанги­ев - наличие многоклеточной стенки у споранги­ев и гаметангиев (антеридии и архегонии);

5. защита от высыхания спор (пыльцы) - кутини­зированные спорополленином споры (пыльца).

Царство растения-Regnum Plantae

Подц вр- Subregnum Embryophyta и отделы:

Бессосудиспле споровые - отдел моховидные (Bryophyta), сосудистых споровых - плауновидные (Lycopodiophyta), хвощевидные (Equisetophyta) и псилотовидные (Psilotophyta), папоротни­ковидные (Polypodiophyta), семенные - голосе­менные (Pinophyta) и покрытосеменне (Magnoliophyta). И вымершие отделы проптеридофиты (Propteridophyta) Подцарство низших растений (Thallobionta)

8. Основные направления эволюции вр в жизненном цикле и морфо-анатомическом строении. Возможные филогенетические связи крупных таксонов подц. ВР.

Эволюционные преобразования высших. растений на суше:

1. постепенная редукция и потеря автономности гаметофита, при этом, усиление роли в жиз­ненном цикле спорофита;

2. стела - возрастание площади соприкос­новения проводящих элементов с осталь­ными тканями. От протостелы к. сифоНостеле и плектостеле у плауновидных. артростеле у хвощевидных, диктиостеле у папо­ротников, эустеле двудольных и атактостеле однодольных растений;

3. проводящая ткань: от трахеид к сосудам и от ситовидных клеток к ситовидные клеткам с клетками-спутницами.

теломы: превращение в стебли, листья, корни, спорофиллы в результате перевершинивания, планации, срастания и редукции.

Отдел моховидные.

Divisio Bryophyta - Отдел Моховидные.

1) отсутствие настоящих проводящих тканей, у некоторых есть прототипы проводящей такни: лептоиды (ситовидные трубки) и гидроиды (ксилема). Нет настоящих органов.

2) преобладание в жизненном цикле гаметофита. Участки тела представлены талломом. Споры образуются всегда после мейоза, т.е. всегда «готовы». У гаметофитов развиваются ризоиды с нижней стороны, но функция - «заякоривание». Размеры колеблются от 1 мм до нескольких десятков см. Населяют влажные биотопы. Для оплодотворения нужна экзогенная вода, чтобы сперматозоиды добрались к яйцеклетке. Половые органы - антеридии, архегонии. У большинства мхов из споры образуется протонема (стерильный гаметофит), бывает нитчатая и пластинчатая.

Фотосинтез у них весьма примитивен-общей низкой интенсивностью обмена веществ, в частности довольно низкой активностью фермен­тов, а также мелкими хлоропластами. В темных, сырых лесах, где они обычно обитают, нормаль­ный процесс фотосинтеза может протекать при освещении всего 4% от полной. Архегонии и антеридии->яйцеклетка и спермато­зоиды таксис в Н20 ->эигота(2п)->спорофит->мейоз->слоры->протонема->. Три класса - печеночники (Marchantiopsida), антоцеротовые (Anthocerotopsida) и листостебельные (Bryopsida)

В основу этой классификации положено морфо­логическое строение тела гаметофита, особенно­сти строения ризоидов, строение и характер раскрывания коробочек, а также географическое распростороение.

Обитают в очень широком диапазоне условий среды. Водные, болотные, боровые и луговые мхи и эпифитные(на деревьях), на камнях, в пустыне и на навозе.

10.Факторы риска и стратегии адаптации к ним моховидных. Происхож­дение и эволюция мохообразных. Роль мохообразных в природе и в жизни чело­века .
Взрослый гаметофит:

Дефицит влаги - малые размеры, рост группа­ми, всасывание воды всей поверхностью, есть водозапасающие клетки;

Дефицит освещения - хлоропласты способны синтезировать при минимальном освещении. Оплодотворение:

Отсутствие экзогенной воды - малые размеры, архегонии выделяют органические кислоты, антеридии находятся в мутовках, некоторые мхи адаптировались к переносу сперматозоидов насекомыми.

Спорофит:

Дефицит воды и минерального питания -спорофит питается за счет гаметофита,

Защита - часто спорофит погружен в ткань гаметофитз, формируются защитные покровы, формируются ложноножки, много различных механизмов для рассеивания спор (+ использо­вание насекомых), большое количество спор. Споры:

Недорассеивание -образование ложной ножки на гаметофите, упругость ножки спорогона, спец механизмы спорометания: элатеры, перистом, стреляющие коробочки. Молодой гаметофит:

Неблагоприятные условия- огромное кол-во спор, репродукция гаметофита на стадии прото­немы, вегетативное размножение гаметофитов. Участвуют в экосистемных процессах лесов таежных зон, а также верховых и переходных болотах. Заселяют скалы, используют в медици­не и для теплоизоляции. Биометры - измеряя интенсивность загрязнения атмосферы.

Вопрос 11.Класс Антоцеротовые. Особенно­сти строения и развития гаметофита и спорофита. Местообитания.

Divisio Bryophyta - Отдел Моховидные. Classis Anthocerotcpsida - Класс Антоцеротовые. Пластинчатый таллом роэетковидной формы. Талломы состоят из однородных тонкостенных клеток; верхние из них содержат хроматофоры с пиреноидами -органеллы характерные только для водо­рослей. Ан т оцеросы однодомны, но антери­дии созревают раньше архегониев, что предотвращает самооплодотворение. После оплод развивается спорофит, который по своему внешнему и внутреннему строению значительно отличается от спорофитов прочих мохообразных. Спорогоний антоце-роса состоит из гаустории и длинной узкой, слегка изогнутой коробочки роговидной формы. Между гаусторией и коробочкой находится меристематическая ткань, благодаря которой коробочка растет своим основанием до самой зимы. На верхушке коробочка вскрывается двумя длинными створками и высеивает зрелые споры, в то время как в основании ее близ меристемы находятся споры незрелые и только что возникшие. В центре коробочки проходит узкая колонка, которая также все время подрастает снизу. Стенка коробочки сверху покрыта эпидермой с типичными устьица­ми, а под эпидермой располагается фото-синтезирующая ткань. Особенность гаусто­рии заключается в том, что иногда она прорастает сквозь пластинку ганетофитз и внедряется в почву, развивая на своей поверхности ризоиды. Все это подтвержда­ет взгляды о том, что когда-то спорофит вел самост обр жизни и имел более слож строение.

Гаметофиты имеют слоевищное строение звездчатой формы. Строение проще, чем у маршанциевых нет камер и осемеляторов. Есть пиреноиды-органеллы характерные только для водорослей. Некоторые формируют полости, которые заполняются слизью - в них г.огеляются сине-зеленые водоросли. Половые органы формируются на
слоевище> оплод> спорофит» мейоз> высыпание) и следующая партия спор поднимается. Стадии протонемы нет. Горные, тундровые мхи.

Вопрос 12. Класс Печеночные мхи. Под­классы и порядки. Морфология и анатомия слоевища. Вегетативное размножение. Строение и способы вскрывания спорого­ния. Сравнительная характеристика подклассов. Жизненный цикл маршанции. Экологическая специализация. Divisio Bryophyta - Отдел Моховидные.

Classis Marchantopsida - Класс Маршанциевые, или Печеночные мхи.

Subclassis Marchantiidae - Подкласс Маршанцневые

Ordo Marchantiales-маршанциевые

Ordo Sphaerocarpales- сферокарпавые

Слоевищные талломы с относительно сложным анатомическим строением и наличие однослой­ной коробочки.

2}Subclassis Jungermanidae - Подкласс Юнгерманиевые

Ordo Metzgeriales-метцгериевые

Ordo Haplomitriales-гапломитрневые

Ordo Jungermanniales- юнгерманниевые

Сложное морфологическое и чрезвычайно простое анатомическое строение. Спорогоний состоит из коробочки, ножки и гаустории. Коробочка многослойная, раскрывается 4 створками. Коробочка созревая лопается и споры высыпаются с помощью элатер. Около 6000 видов Устьица не регулируются.

Амфигастрии - видоизмененные листья для защиты ризоидов.

Все маршанциевые хорошо размножаются вегетативно - участками слоевищ, создание выводных корзинок, в которых находятся геммулы.

Занимают биотопы с пониженной конкуренцией. Доминируют в тропиках, где они адаптировались к жизни на деревьях.

Клетки в шейке аохегониев разрушаются и выделяют большое количество органических кислот и сперматозоиды плывут по увеличению градиента концентрации. В природе являются пионерными растениями, заселяют нарушенные биотопы, формируют ценозы для животных.

Жизненный цикл ма ршанции!

Зрелый спорофит → спорангий → споры → молодые гаметофиты → антеридии и архегонии -→ спермин и яйцеклетка → зигота → зародыш → молодой спорофит →

К высшим растениям относятся все наземные листостебельные растения, размножающиеся спорами или семенами.

Основные отличия высших и низших растений:

1)Среда обитания : у низших – вода, у высших – в основном суша.

2) Развитие у высших растений разнообразных тканей - проводящей, механической, покровной, из которых состоят органы.

3) Наличие у высших растений вегетативных органов :

- Корень - закрепление в почве и водно-минеральное питание

- Лист - фотосинтез

- Стебель - транспорт в-в(восходящие и нисходящие токи)

(стебель с листьями +почки=побег)

4)Высшие растения обладают покровной тканью – эпидермисом, выполняющей защитные функции

5) Усиленная механическая устойчивость стебля высших растений за счёт толстой клеточной стенки, пропитанной лигнином.

6)Органы размножения : у большинства низших растений – одноклеточные, у высших растений - многоклеточные. Органы размножения высших растений формируются на разных поколениях: на гаметофите (антеридии и архегонии) и на спорофите (спорангии).

На основании признаков, которые имеются у высших растений называются: устьичные, зародышевые, побеговые, телломные и сосудистые растения.

Сосудистые растения - все высшие растения, за исключением мхов.

Высшие растения произошли от зелёных, пресноводных или солоновато водных гетеротрихальных водорослей. Первыми высшими растениями были риниофиты – безлистные, биохотомические растения. Конечные веточки этих растений назывались телломы.

В цикле развития всех высших растений, за исключением мхов, преобладает спорофит. Только у мхов гаметофит преобладает над спорофитом.

Растения бывают : 1) Равноспоровые – они образуют одинаковые споры и каждая спора прорастает в разнополый гаметофит.

2) Разноспоровые - из женской споры образуется женский гаметофит, из мужской – мужской гаметофит.

Спора- одноядерная, гаплоидная клетка (n) c 2-мя оболочками.

Споровые растения:

Риниофиты – ископаемые растения (Rhyniophyta)

Моховидные

Псилотофидные

Плауновидные

Хвощевидные

Папоротниковидные

При оплодотворении необходима вода

Высшие семенные растения:

Отдел Цветковые (Покрытосеменные)

При оплодотворении вода не нужна

1.Общая характеристика отдела Bryophyta Отдел Bryophyta - Моховидные

МОХОВИДНЫЕ - самая примитивная, древнейшая группа высших растений, появилась около 400 млн. лет назад.

Количество видов: в настоящее время бриологи описали около 20 тысяч видов мхов.

Местообитание мхов: моховидные распространены повсюду (поселяются на почве, скалах, пнях, деревьях), кроме морей и сильно засоленных почв, встречаютсядаже в Антарктиде. Мхи предпочитают затенённые увлажнённые места.

Строение тела мхов : мхи – низкорослые многолетние травянистые растения размером от 1 мм до нескольких сантиметров, реже до 60 см и более. Тело мхов либо разделено на стебель (каулидии) и мелкие листья (филлоиды) например сфагнум и кукушкин лен, либо представлено слоевищем, не разделенным на органы (маршанция). Характерный признак всех моховидных - отсутствие корней. Всасывание воды и прикрепление к субстрату осуществляется у них ризоидами, представляющими собой выросты эпидермы. Поглощение и испарение воды осуществляется всей поверхностью гаметофита.

У мохообразных нет развитой проводящей системы (трахеид, сосудов, ситовидных трубок). Встречаются как однодомные, так и двудомные растения. Внутреннее строение их относительно простое. Для моховидных, как и для всех высших растений, характерно правильное чередование полового и бесполого поколений. В цикле развития доминирует гаплоидный гаметофит (составляет основное тело растения). Спорофит – не содержит хлорофилла и пожизненно прикреплён к гаметофиту и питается за счёт него.

Развитие мхов происходит очень интересно. Оплодотворение возможно только при наличии воды, поскольку в ней могут двигаться сперматозоиды. На одном растении образуются мужские клетки со жгутиками, на другом растении, на самых макушках, созревают крупные женские клетки. Во время дождя или тумана подвижные мужские клетки в капле воды устремляются к женским и сливаются с ними. Из оплодотворенной женской клетки (зиготы) развивается спорофит, который называется спорогоном (он представляет собой коробочку с ножкой , расширенной в нижней части в стопу - гаусторию , с помощью которой он, присасываясь к гаметофиту, живёт за счёт его).

(калиптра -остаток брюшка архегонии)

Связь гаметофита и спорофита очень ограничена. Гаметофит не только питает, но и защищает спорофитное поколение, помогает в рассеивании спор («ложная ножка» поднимает коробочку над растением, архегоний, разрываясь своим брюшком, прикрывает коробочку).

В коробочке образуется огромное количество спор. Каждая спора мельче манной крупицы. Когда споры созревают, у коробочки открывается крышечка, или в ней образуются маленькие поры, через которые споры вылетают на свободу. Попав в благоприятные условия, спора прорастает. Индивидуальная жизнь мохообразных начинается с прорастанием споры. Чаще всего при набухании споры экзина лопается, а интина вместе с содержанием споры вытягивается и дает начало однорядной нити либо однослойной пластинке, несущей ризоиды. Это начальная стадия развития гаметофита называется протонемой (от греч. protos – первичная, nema – нить). Она либо постепенно превращается во взрослый талломный гаметофит(у печёночников) , либо на протонеме формируются почки, дающие начало взрослому листостебельному гаметофиту).

Вегетативно Мохообразные размножаются с помощью специальных органов (выводковых почек, листьев, частей листьев, веточек), вегетативно способен размножаться и спорофит (ножка).

Мхи способны аккумулировать многие вещества, в том числе радиоактивные. Некоторые моховидные (Sphagnum) обладают антибиотическими свойствами и находят применение в медицине. Торфяные залежи, образованные в основном сфагновыми мхами, издавна эксплуатируются как источник топлива и органических удобрений. Отдел моховидные, делится на три класса: 1) Рожкоцветы (Антоцеротовые); 2 )Печеночники (маршанция многообразная); 3)Листостебельные мхи (кукушкин лён, сфагнум).

Прочитаем информацию .
Высшие растения - организмы, которые имеют морфологическое расчленение тела на вегетативные органы, главные из которых - побег и корень.
Особенности высших растений:

• всегда имеют морфологическое расчленение тела на вегетативные органы (побег, корень, лист, стебель, почка). У водорослей (низших растений) нет настоящих корней, побегов, листьев, стеблей и почек.

• всегда имеют многоклеточное строение органов полового и бесполого размножения (гаметангии: мужские - антеридии, женские - архегонии).

• всегда в процессе слияния гамет образуется зигота, которая всегда дает начало зародышу (у низших растений после деления зиготы клетки сразу используются для построения слоевища)

• всегда имеют две жизненные фазы, закономерно сменяющих друг друга, - гаметофита и спорофита (у низших растений смена фаз происходит на разных этапах, в связи с чем выделяют несколько типов редукции - гаметическая, спорическая, зиготическая).

• всегда имеют ткани, основные группы: образовательные, основные, проводящие, покровные, механические, выделительные (нет у примитивных одноклеточных водорослей)

1. отдел мохообразные
Особенности мохообразных :

• мохообразные - единственный отдел высших растений, у которых (гаплоидная жизненная фаза) является преобладающим поколением.

• простота строения клеток

• простота строения тела - отсутствие настоящих вегетативных органов («стебель» не является настоящим «стеблем» - и «лист» не является настоящим «листом» - , у наиболее простых тело является слоевищем (таллом)

• не имеют корней (прикрепляются к субстрату нитевидными )

• у большинства отсутствуют проводящие, механические ткани, слабо развиты и другие ткани

2. отдел папоротникообразные

• класс папоротниковидные

• класс плауновидные

• класс хвощевидные (членистые)

Особенности папоротникообразных :

• у всех растений преобладающим поколением является спорофит (диплоидная жизненная фаза)

• не имеют настоящих листьев (их «листья» называются - плосковетка, или предпобег)

• не имеют цветков и семян.

• размножаются только спорами (спорангии).

• оплодотворение возможно только при наличии капельно-жидкой воды.

3. отдел голосеменные

• класс хвойные

Особенности голосеменных :

• в отдел входят только древесные формы растений (деревья и кустарники).

• большинство являются вечнозелеными растениями (адаптации, повышающие зимостойкость).

• не имеют цветков и плодов, семена расположены открыто - в чешуях или шишках (мужские и женские).

• в древесине отсутствуют настоящие сосуды (адаптация - листья игольчатой формы, для меньшего испарения влаги).

4. отдел покрытосеменные (цветковые)

• класс двудольные

• класс однодольные

Особенности семенных :

• размножение с образованием семян.

• всегда внутреннее оплодотворение.

• кроме семян образуются и споры.

• жизненные фазы всегда последовательно сменяют друг друга (спорофит всегда преобладает, а гаметофит подвергается сильной редукции и развивается внутри споры)

• все семенные растения являются разноспоровыми

• в процессе размножения присутствует этап - опыление

Рассмотрим примеры .

Мохообразные	Маршанция, кукушкин лен, сфагнум и др.
Папоротникообразные	Папоротниковидные	Щитовник мужской, орляк, сальвиния (водный папоротник), актиниоптерис южный и др.
	Плауновидные	Плаун булавовидный, селагинелла, полушник и др.
	Хвощевидные (членистые)	Хвощ полевой, хвощ болотный, хвощ лесной и др.
		Ель, сосна, лиственница, кипарис, кедр, пихта, можжевельник, секвойя, тис, каури и др.
Покрытосеменные (цветковые)	Двудольные	Башмачок настоящий, пшеница твердая, сыть съедобная, белокрыльник болотный и др.
	Однодольные	Амборелла, кувшинка белая, лютик ползучий, гвоздика голландская, гречиха, ревень, шпинат, герань, береза, ольха, граб, календула, подсолнечник и др.

Используемая литература:
1.Биология: полный справочник для подготовки к ЕГЭ. / Г.И.Лернер. - М.: АСТ: Астрель; Владимир; ВКТ, 2009 2.Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: учеб. для 6-7 кл. общеобразоват. Учреждений / Т.И.Серебрякова, А.Г.Еленевский, М.А. Гуленкова и др. - 5-е изд. - М.: Просвещение, 1999. 3.Биология для поступающих в вузы. Интенсивный курс / Г.Л.Билич, В.А.Крыжановский. - М.: Издательство Оникс, 2006. 4.Биология: учеб.-справ.пособие / А.Г.Лебедев. М.: АСТ: Астрель. 2009. 5.Биология. Полный курс общеобразовательной средней школы: учебное пособие для школьников и абитуриентов / М.А.Валовая, Н.А.Соколова, А.А. Каменский. - М.: Экзамен, 2002.
Используемые Интернет-ресурсы:
Википедия - свободная энциклопедия

Ссылки Википедия. Спорофит http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%82 Википедия. Гаметофит http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%82 Природа и животные