Сообщение на тему высшие растения. Биология в лицее. V. Физминутка. Упражнение «Цветы»

Высшие растения составляют подцарство растительного мира. Существует предположение, что они произошли от каких-то древних групп зеленых водорослей . Для такой гипотезы имеются веские основания: 1) у водорослей и высших растений главный фото-синтезирующий пигмент - хлорофилл а и каротиноиды ; 2) основной запасной углевод - крахмал , который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот; 3) целлюлоза является важнейшим компонентом их клеточной стенки ; 4) у водорослей и некоторых высших растений (мхи) в матриксе хлоропласта имеются особые включения - пиреноиды; 5) при клеточном делении у растений и некоторых водорослей образуются фрагмопласт - внутриклеточная пластинка, зачаток клеточной стенки.

Высшие растения появились на суше примерно 430 млн. лет назад в виде небольших по размеру и примитивных по строению риниофитов, или псилофитов. В дальнейшем их эволюция неразрывно связана с постепенным завоеванием суши. Оказавшись в совершенно иной наземновоздушной среде, они постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различной величины и сложности строения.

Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление слор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия и распространяться ветром. В процессе дальнейшего приспособления к наземным условиям существования у высших растений сформировались вегетативные органы - корень , стебель и лист , как результат разделения функций между различными участками тела. Корни обеспечивают закрепление растений в субстрате и водно-минеральное питание, листья - фотосинтез , стебли - транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).

Развитие эффективной проводящей системы тканей, состоящей из ксилемы и флоэмы, решило проблему передвижения воды и органических веществ у сосудистых растений при выходе их на сушу. От высыхания эти растения обрели защиту в виде покровной ткани - эпидермы или перидермы. Развитие эпидермы привело к возникновению устьиц - высокоспециализированных образований, регулирующих газообмен и испарение воды растением.

Параллельно шла эволюция и органов полового (антеридии и архегонии) и бесполого (спорангии) размножения. Из одноклеточных, характерных для подавляющего большинства водорослей, эти органы становятся многоклеточными , и стенки их надежно защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания.

В жизненном цикле высших наземных растений наблюдается закономерное чередование полового и бесполого поколений.

Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы. Гаметы формируются в антеридиях и архегониях. В результате оплодотворения образуется зигота , из которой вырастает диплоидный спорофит . Он способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последние дают начало гаметофит-ному поколению. Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла высших растений.

В отличие от других высших растений, в жизненном цикле моховидных преобладает гаметофит -небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функцию фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у них развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физиологически (в смысле питания), т. е. низведен до степени органа растения , выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода , иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегони-ям. Кроме того, только в достаточно влажной среде у них лопаются антеридии и высвобождаются сперматозоиды. Поэтому не случайно большинство моховидных обитает в сырых и затененных местах.

Развитие жизненного цикла моховидных по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.

В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение) гаметофита и преобладание в жизненном цикле спорофита. Так, у плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных гаметофит представлен маленьким (от нескольких миллиметров до 3 см) заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плаунов - несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофитов оплодотворение у хвощей, плаунов и папоротников может происходить даже при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана и Др.

У голо- и покрытосеменных растений гаметофит полностью утратил способность к самостоятельному образу жизни, и все его развитие протекает на спорофите внутри макроспорангия (или семязачатка).

У голосеменных женский гаметофит - многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя (у сосны) или несколькими (у других голосеменных) архегониями; у покрытосеменных он редуцирован обычно до семи клеток, архегониев не имеет и называется зародышевым мешком. В последнем образуются яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух клеток-синергид, вторичного диплоидного ядра и клеток-антипод.

Мужской гаметофит семенных растений развивается из микроспоры и представляет собой пыльцевое зерно (пыльцу), прорастающее в пыльцевую трубку с образованием двух спермиев. При этом впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой среды: спермин доставляются к яйцеклеткам пыльцевой трубкой, что является важнейшим приспособлением к наземному образу жизни.

При всем своем разнообразии растительный мир имеет довольно строгую классификацию. Основное, глобальное подразделение происходит на растения высшие и низшие. Вторые имеют довольно слабо развитую структуру строения, некоторые особенности роста и размножения. Ныне существующие на планете Земля высшие растения - моховидные, плауны, хвощевидные, псилотовидные, папоротники, голосеменные и цветковые (покрытосеменные). А есть еще и вымершие отделы: риниофиты, зостерофиллофиты, ранее существовавшие в давние времена. Общее число видов, известное науке, превышает 285 000.

Общие характеристики

Разделение на растения высшие и низшие происходит по причине различий в их организации. Учеными выделяется несколько основных.

Высшие растения имеют (за исключением мхов) вегетативные органы - корень, стебель, лист, состоящие из множества разных функциональных тканей.
У более высокоразвитых растений имеется и проводящая система, обеспечивающая снабжение органов (например, от корневой системы к листве), и довольно сложная система покровной ткани.

Мхи

К данному отделу относится достаточно много видов. Эти высшие растения в основном многолетние, вечнозеленые. Ученые установили происхождение мхов от зеленых водорослей. У них нет как таковых корней, а только ризоиды. Тело растений представляет слоевище (или стебель с листьями). Мхи некрупные. Размеры колеблются от 1 миллиметра до десятка сантиметров. Эти высшие растения имеют простую структуру, где очень слабо выражены проводящие ткани. В свою очередь, моховидные разделяются на классы: антоцеротовые, печеночники, листостебельные.

Велика роль мхов в живой природе. Они произрастают повсеместно (кроме пустынь и морской среды). Часто встречаются в надпочвенном слое ельников и сосняков. А тундру так и называют - "царство мхов и лишайников". Некоторые мхи обладают свойствами антибиотиков и используются в медицине.

Плауновые

Это наиболее древняя группа. Большинство представителей уже вымерло. Все нынешние плауновые высшие растения - многолетние, вечнозеленые, травянистые. А некоторые по внешнему виду схожи с моховыми. Многие плауны небольшого размера. Один из наиболее распространенных представителей - плаун булавовидный (Lycopodium clavatum). Распространен в сосновых лесах на бедной почве. Имеет стелящийся стебель до 3-х метров в длину, на котором образуются побеги с листьями.

Хвощи

Сегодня известен только один род хвоща, включающий в себя до тридцати видов. Эти древние растения в основном были распространены в каменноугольном периоде. Тогда многие хвощи имели древовидную структуру. Но позже данные представители вымерли. А сейчас хвощи встречаются на болотах, в лесах и на лугах.

Папоротники

Это также одни из древнейших из живущих ныне растений. Они весьма разнообразны по своему облику. Некоторые имеют древовидную структуру. Стволы представителей в высоту - до 25 метров, а обхват ствола - до полуметра. Листья у папоротников стеблевого происхождения.

Характерно, что и у папоротниковых, и у плауновых, и у хвощей наличие воды при оплодотворении - обязательное условие. Нет воды - растения не могут размножаться.

Высшие споровые растения

По способу размножения представители флоры разделяются на споровые и семенные. Первые размножаются при помощи спор, а вторые - при помощи семян. Несколько вышеперечисленных современных отделов - мхи, плауны, хвощи и папоротники - высшие споровые растения. Они признаются наукой как одни из первых наземных (многие виды давно вымерли), от которых и произошли впоследствии все семенные представители фауны.

Голосеменные

В дальнейшем эволюция фауны двигалась в сторону независимости размножения от наличия жидкости. Так возникли, по мнению некоторых ученых, семенные растения. Голосеменные - и вечнозеленые, и листопадные, и лиановые. Их листья множественно варьируются по формам. Для отдела характерно открытое расположение семян (отсюда и название). Самые распространенные представители - хвойные деревья, которые насчитывают 610 видов. Большинство из них вечнозеленые, но есть и листопадные (лиственница, например).

Покрытосеменные

Этот отряд хорошо иллюстрирует развитие и эволюцию фауны: какие растения высшие существуют, каково их многообразие. Покрытосеменных, или цветковых, насчитывается более 250 000 видов. И ученые продолжают выявлять ежегодно новые и новые разновидности. Считается, что их открыто только процентов 80. Такое разнообразие обосновано хорошей приспособляемостью к различным условиям и среде обитания. Для них характерны пестики и плоды, а семена обычно заключены внутри плодов. Плоды бывают съедобными. Их издавна человек научился использовать в качестве пищи. Также у покрытосеменных наличествуют развитая сосудистая система и опыляемые цветки. Согласно биологии, эти растения - настоящая вершина эволюции флоры Земли.

Высшие растения

Высшие растения - это многоклеточные растительные организмы, которые приспособились к жизни на суше, в связи с чем у них появились ткани, органы и чередование бесполого и полового поколений. Предками высших растений стали водоросли, которые приспособились к жизни на суше. В водной среде водоросли достигли значительного разнообразия строения, что дало им возможность заселить различные водоемы. Но поверхность материков и дно океана со временем менялись. Поднимались новые материки, исчезали под водой существовавшие ранее. В результате колебаний земной коры на месте морей возникал сушу. Переход растений к наземному образу жизни, очевидно, был связан с тем, что существовали участки суши, которые периодически заливались водой и освобождались от нее. Поэтому в некоторых водорослей начали появляться приспособления к жизни на суше. Основными предпосылками выхода растений на сушу были следующие события:

1) образования в прибрежных частях водоемов слоя ила, который стал основой первобытных почв;

2) накопление в воздухе в результате жизнедеятельности водорослей достаточного количества кислорода;

3) образования вокруг Земли озонового слоя стал надежной защитой для живых организмов от вредных лучей Солнца,

4) существование на больших площадях суши постоянного влажного и теплого климата.

Это, а также способность водорослей выдерживать определенные периоды пересыхания мелких водоемов, создало предпосылки для выхода растений на сушу. Первые высшие растения произошли от многоклеточных зеленых водорослей. Древнейшими и самыми примитивными высшими растениями считаются Риниофиты были небольшими растениями без листьев и корней.

К почве они прикреплялись ризоидами. Внутреннее строение у них уже была сложнее, чем у водорослей, что позволило им выжить на суше. Так, в покровной ткани риниофиты появляются устьица, перемещения веществ происходит с помощью проводящих тканей и тому подобное.

Размножались риниофиты спорами, которые образовывались на верхушках побегов. Ученые считают, что все отделы современных наземных растений происходят именно от риниофиты. Впервые риниофиты были найдены в Канаде еще в 1859 году. Но тогда эта находка осталась без внимания ученых. И снова их открыли уже в начале XX столетия в Шотландии близ населенного пункта Райне, из-за чего они и получить свое название.

Выход растений на сушу состоялся впервые около 400 млн лет назад. Первые наземные растения росли на берегах водоемов и мелководьях, что время от времени затапливались или подсыхали. Условия жизни на суше очень отличаются от условий жизни в воде - они изменчивее и разнообразнее. Самой большой проблемой, которая возникает в связи с переходом от водного образа жизни к наземному, является обезвоживание. Любое растение, тело которой незащищенное тем или иным способом, очень быстро высохнет и погибнет. Поэтому все надземные части высших растений защищены от неблагоприятных условий покривни-

мы тканями. Однако эти покровы затрудняют газообмен между растением и средой. Поэтому у высших растений формируются специальные отверстия - устьица, которые могут открываться и закрываться, регулируя потребности растений в кислороде, СО2, а также участвуют в испарении воды с целью предотвращения перегрева растений. Связь между надземной и подземной частями растения обеспечивают ведущие ткани, ксилема, по которой вода движется вверх к листьям, и флоэма, которая транспортирует органические вещества от листьев к корню. Между покровными и ведущими тканями формуюються основные ткани, которые наполняют тело растения и специализируются на выполнении таких функций, как фотосинтез, газообмен, запасания питательных веществ и воды и др. Очень важное значение имеет для высших растений возникновения образующих тканей на верхушках корней и побегов. Они обеспечивают постоянное удлинение растений, в результате чего корни все время ищут новые источники воды и солей, а фотосинтезирующие органы всегда тянутся к свету. Постоянный рост растений ведет к увеличению размеров их тела, но, в противовес воде, воздух отнюдь не поддерживает растение, поэтому для жизни на суше в высших растений формируются механические ткани.

Тело высших растений, в отличие от низших, состоит из тканей и расчлененной на органы. Это объясняется тем, что для жизни на суше высшим растениям нужны свет, СО2, вода - для фотосинтеза, кислород - для дыхания и минеральные соли - для регуляции процессов жизнедеятельности. Свет, СО2, кислород растения на суше получают через или из воздуха, поэтому растение или отдельная часть ее тела должна быть приподнятой над землей. А вода и минеральные соли находятся в почве, поэтому в наземных растений должны быть образования, которые располагаются в земле. Надземным органом, возникший как приспособление к жизни в воздушной среде, является побег. Стебель, как осевая часть побега, приспособленное к передвижению веществ по растению и к содержанию на себе листьев. Боковые части побега - листья - приобретают особенностей строения, которые помогают лучше осуществлять функции фотосинтеза, дыхания и испарения воды. Почки возникли позже, чем стебель и листья, и благодаря ин побег может ветвиться и образовывать надземную систему растения, увеличивая площадь воздушного питания. Корень является подземным органом, который возник как приспособление к жизни в почвенном среде. Они закрепляют растение в почве и поглощают воду и растворенные соли. Итак, во всех высших растений, освоили сушу, происходит расчленение тела на надземную и подземную части в соответствии с двух частей среды - воздушного и почвенного.

Еще одним признаком высших растений является наличие в жизненном цикле двух поколений - полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Они отличаются от подобных фаз развития некоторых водорослей тем, что имеют многоклеточные гаметангии и спорангии, и тем, что зигота дает начало многоклеточном зародыше, из которого развивается спорофит.

По сравнению с более низкими растениями, количество видов высших растений очень большая и превышает 300 тыс. Видов.

Итак, высшие растения отличаются от низших наличием тканей, органов то чередованием спорофита и гаметофита.

ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ

РАЗНООБРАЗИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ. НИЗШИЕ И ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ. ГОЛОСЕМЕННЫЕ

1. К низшим растениям относят:

Б. Водоросли

B. Мхи и водоросли

Г. Папоротникообразные

2. Для водорослей характерны следующие признаки:

A. Имеют листья и стебли

Б. Обитают в водоемах и цветут

B. Размножаются семенами

Г. Имеют слоевище и ризоиды

3. Заполните таблицу «Признаки высших и низших растений».

4. Выберите один наиболее точный и полный ответ.

Водоросли – это:

A. Растения, обитающие в воде

Б. Одноклеточные растения, обитающие в воде

B. Самые древние растения на Земле

Г. Самые древние растения на Земле, тело которых одноклеточное или многоклеточные – слоевище

5. Выберите правильные ответы.

Хроматофор – это:

A. Название многоклеточной водоросли

Б. Название пигмента

B. Один крупный хлоропласт

Г. Чашеобразная пластида в клетке водоросли

Д. Органоиды – водоросли, содержащие пигмент

6. Выберите один правильный ответ.

Ризоиды – это:

A. Название растений

Б. Вид корня

B. Органоид клетки

Г. Ветвистые клетки, при помощи которых водоросли прикрепляются к субстрату

7. Хламидомонада получила такое название из-за того, что она:

A. Небольших размеров

Б. Имеет грушевидную форму тела

B. Имеет орган передвижения – жгутик

Г. Простейший организм, покрытый оболочкой

8. Красные водоросли обитают:

A. На мелководьях морей

Б. На больших глубинах морей

B. Во всех водоемах

Г. Во всей тоще океанов

9. Морской капустой называют:

А. Ламинарию

Б. Порфиру

Г. Филлофору

10. Подберите соответствующие названия для различных форм лишайников:

I. Кустистые

II. Листовые

III. Накипные

A. Ксантория настенная

Б. Бацидия

B. Олений мох

11. Вставьте пропущенные слова.

Слоевище лишайников состоит из... и..., живущих в...

12. Сходство с водорослями имеют мхи:

Б. Маршанция

B. Сфагнум

Г. Кукушкин лен

13. У кукушкиного льна женские растения, в отличие от мужских имеют:

A. Сперматозоиды

Б. Яйцеклетки

B. Коробочки на длинных ножках

Г. Листья

14. Сфагнум, в отличие от кукушкиного льна:

A. Быстро всасывает и проводит воду

Б. Не имеет ризоидов

B. Размножается спорами

Г. Не имеет стебля и листьев

15. Там, где растет сфагнум:

A. Деревья развиваются хорошо

Б. Деревья становятся угнетенными

B. Деревья расти не могут

Г. Лес заболачивается

16. Выберите правильное определение.

Торф – это:

A. Толща полуразложившихся растительных остатков

Б. Название мхов

B. Толща разложившихся папоротников

Г. Тип болота

17. Выберите наиболее полный ответ.

Плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям:

A. Они широко расселились по земле

Б. Размножаются спорами

B. Имеют корни, стебель, листья и размножаются спорами

Г. Размножаются семенами

18. Вайями называют:

A. Сильно рассеченные листья папоротника

Б. Вид папоротника

B. Корень папоротника

Г. Подземные побеги

19. Становится редким и нуждается в охране:

А. Папоротник

Г. Кукушкин лен

20. Показателем повышенной кислотности почв на пашне служит распространение на этой территории:

А. Папоротника

В. Плауна

Г. Крапивы

21. Вставьте пропущенные слова.

Папоротник имеет подземные побеги – ..., от них растут..., на нижней стороне которых находятся маленькие бугорки – ...

22. Папоротникообразные относятся к высшим споровым растениям, так как они:

A. Широко расселились по земле

Б. Имеют корень

B. Имеют корень, стебель, листья и размножаются спорами

A. Кукушкин лен и сосну

Б. Ель и хвощ

B. Пихту и лиственницу

Г. Можжевельник и плаун

24. Выберите более точный ответ.

Залежи каменного угля образовались:

A. Из отмерших древовидных папоротников

Б. Из отмерших частей мхов

B. Из большого скопления остатков растительности

Г. Из большого скопления отмерших водорослей

25. Хвойные растения хорошо приспособлены к неблагоприятным условиям:

A. Хвоя имеет плотную кожицу, покрытую восковым веществом, поэтому растения испаряют мало воды

Б. Имеют стебель, корень, хвою

B. Имеют шишки

Г. Образуют семена, с помощью которых размножаются

26. К названиям растений, обозначенным цифрами, допишите характерные для них признаки, обозначенные буквами.

II. Можжевельник

III. Лиственница

A. На укороченном побеге имеются две хвоинки

Б. На укороченном побеге имеются 3–5 хвоинок

B. Имеются шишкоягоды

Г. На зиму сбрасывает хвою

Д. Хвоинки располагаются на побеге по одной, супротивно друг другу

A. Семена лежат открыто на поверхности чешуи шишек

Б. Размножаются семенами

B. Имеют шишки

Г. Имеют хвою

28. Женские шишки в отличие от мужских:

A. Образуют семена

Б. Растут у оснований молодых побегов

B. Участвуют в размножении

Г. Зеленовато-желтые, собраны тесными группами

29. Рассеивание семян сосны и ели происходит:

А. Весной

Г. Осенью

30. Отличительным признаком покрытосеменных является:

A. Наличие цветка

Б. Размножение семенами

B. Наличие корня, стебля, листьев, плодов

Г. Занимают различные среды жизни

31. К деревьям относят:

A. Малину и рябину

Б. Ель и березу

B. Бамбук и орешник

Г. Липу и дуб

32. К однолетним растениям относят:

А. Крапиву

Б. Картофель

В. Капусту

Г. Одуванчик

33. Найдите соответствие.

Определите растения по продолжительности жизни.

I. Однолетние

II. Двулетние

III. Многолетние

Б. Рябина

B. Капуста

Д. Морковь

Е. Бегония

34. Выберите верное утверждение.

1. Водоросли обитают в воде и на суше в местах с повышенной влажностью.

2. Водоросли относятся к низшим растениям, т. к. они не имеют корней, стеблей и листьев.

3. Водоросли размножаются спорами.

4. Плеврококк – это одноклеточная водоросль.

5. Многоклеточные водоросли имеют тело – слоевище.

6. Водорослями питаются многие водные животные.

7. Ламинария – это морской салат.

8. Тело лишайника – слоевище состоит из водоросли и гриба.

9. Лишайники первыми заселяются на бесплодных землях.

10. Различают печеночные и листоватые мхи.

11. Мхи имеют стебель, листья и ризоиды, с помощью которых они прикрепляются к грунту и всасывают воду, например сфагнум.

12. Папоротников насчитывается более 100 000 видов.

13. Вайи – сильно расчлененные листья папоротников, растут прямо от корневищ.

Из книги Путешествие в страну микробов автора Бетина Владимир

Независимые растения Среди культурных растений есть такие растения, которые не нуждаются в азотном удобрении. Это бобовые. К ним относятся клевер, люцерна, горох, фасоль, соя и др. Уже в Древнем Риме было известно, что бобовые улучшают свойства почвы и что урожай на полях,

Из книги Занимательная ботаника автора Цингер Александр Васильевич

5. Альпийские растения Боюсь, что вольфия вам мало понравилась. Какое же это «настоящее» растение, какие же это «настоящие» цветы! Возьмем растения покрупней, но зато уж самые «настоящие», и все-таки заслуживающие прозвища пигмеев. Очень много разнообразных красиво

автора Бенуж Елена

ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ ПОДЦАРСТВО НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ. ГРУППА ОТДЕЛОВ ВОДОРОСЛИ Выберите правильный ответ.1. К одноклеточным водорослям относятся:А. ХлореллаБ. ХламидомонадаВ. ЛаминарияГ. Спирогира2. В пресных водоемах обитает:А. СаргассумБ. ПорфираВ. СпирогираГ.