какое строение имеют плауны и хвощи
Плауны и Хвощи
теория по биологии 🌿 ботаника
Плауновидные — один из наиболее древних отделов высших споровых растений. В настоящее время представлены сравнительно небольшим числом родов и видов, участие которых в растительном покрове обычно незначительно. Многолетние травянистые растения, обычно вечнозеленые, напоминающие по внешнему виду зеленые мхи. Встречаются главным образом в лесах, особенно хвойных.
Насчитывают около 400 видов, но на территории России распространены всего 14 (плаун булавовидный, плаун-баранец, плаун двуострый и др.).
Строение плаунов
Для плауновидных характерно наличие побегов со спирально, реже супротивно и мутовчато расположенными листьями. Подземные части побегов у одних плауновидных имеют вид типичного корневища с видоизмененными листьями и придаточными корнями, у других образуют своеобразный орган, несущий расположенные по спирали корни и называемый ризофором (корненосцем). Корни плауновидных придаточные.
Питание и размножение плаунов
Спорофиллы могут быть похожи на обычные вегетативные листья, иногда отличаются от них. Среди плауновидных есть равно- и разноспоровые растения. Гаметофиты равноспоровых подземные или полуподземные, мясистые, длиной 2-20 мм. Они обоеполые, сапрофиты или полусапрофиты, созревают в течение 1-15 лет. Гаметофиты разноспоровых однополые, незеленые, развиваются обычно в течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в споре, и при созревании не выступают или слегка выступают наружу за пределы оболочки споры. Половые органы представлены антеридиями и архегониями: в первых развиваются дву- или многожгутиковые сперматозоиды, в архегониях — яйцеклетки. Оплодотворение происходит при наличии капельно-жидкой воды, из зиготы вырастает спорофит.
Спорофит плаунов — многолетнее вечнозеленое растение. Стебель ползущий, ветвистый, дает вертикальные ветвистые побеги высотой около 25 см, густо покрыт листиками, похожими на удлиненные заостренные чешуйки. Вертикальные побеги оканчиваются спороносными колосками или верхушечными почками. На стержне спороносного колоска сидят спорофиллы со спорангиями на верхней стороне. Споры одинаковые, содержат до 50% невысыхающего масла, прорастают очень медленно. Гаметофит развивается в почве в симбиозе с грибом (микориза), который получая от сосудистого растения углеводы, аминокислоты и фитогормоны сам делает доступным для поглощения и всасывания растением воду и минеральные вещества, прежде всего соединения фосфора. Кроме того, гриб обеспечивает растение большей поверхностью всасывания, что особенно важно, когда оно растёт на бедной почве. Гаметофит развивается в течение 12-20 лет, имеет ризоиды, хлоропластов не имеет. Однако у некоторых видов он развивается на поверхности почвы, тогда в его клетках возникают хлоропласты.
Гаметофит обоеполый, формой напоминает луковицу, по мере развития приобретает блюдцеобразную форму, несет многочисленные антеридии и архегонии. Зрелые антеридии почти полностью погружены в ткань гаметофита или слегка выступают над его поверхностью. Архегоний состоит из узкого, погруженного в ткань гаметофита брюшка и выступающей над его поверхностью длинной или короткой шейки. Антеридии обычно созревают раньше архегониев. Зигота без периода покоя прорастает и дает начало зародышу. Вегетативно размножается частями стебля и корневища. У некоторых плаунов есть и специализированные органы вегетативного размножения: выводковые клубеньки на корнях, выводковые луковички или почки на верхушках побегов.
Цикл развития плауна булавовидного: А — спорофит; Б — гаметофит; 1 — ползучий побег с придаточными корнями; 2 — восходящие побеги; 3 — ножка спороносных колосков; 4 — листочки: восходящего побега (а) и ножки спороносных колосков (б); 5 — спороносные колоски; 6 — споролистики: вид с брюшной (в) и спинной (г) сторон; 7 — спорангии; 8 — споры; 9 — прорастающая спора; 10 — архегоний; 11 — антеридий; 12 — оплодотворение; 13 — оплодотворенная яйцеклетка; 14 — развитие нового спорофита на гаметофите.
Хвощевидные (Хвощи)
Ныне живущие виды исключительно травянистые растения высотой от нескольких сантиметров до нескольких метров.
У всех видов хвоща стебли обладают правильным чередованием узлов и междоузлий.
Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах. Здесь же образуются и боковые ветви.
Подземная часть хвощей представлена сильно развитым корневищем, в узлах которого формируются придаточные корни. У некоторых видов (хвощ полевой) боковые ветви корневища превращаются в клубни, которые служат местом отложения запасных продуктов, а также органами вегетативного размножения.
Строение хвощей
Хвощи представляют собой травянистые растения, имеющее однолетние надземные побеги. Небольшое количество видов вечнозеленые. Размеры стеблей хвощей сильно варьируют: встречается карликовые растения со стеблем высотой 5-15 см и диаметром 0,5-1 мм и растения со стеблем длиной в несколько метров (у хвоща многощетинкового стебель достигает длины 9 м). Хвощи тропических лесов достигают высоты 12 м. Подземная часть — корневище, ползущее, ветвистое, в котором могут откладываться питательные вещества (образуются клубни) и которое служит органом вегетативного размножения. Надземные побеги нарастают верхушкой. Летние побеги — вегетативные, ветвистые, ассимилирующие, состоят из члеников, с хорошо развитыми междоузлиями. От узлов ответвляются мутовчато расположенные и также расчлененные ветви. Листья малозаметные, срастаются в зубчатые влагалища, которые одевают нижнюю часть междоузлия. В клетках эпидермы стебля часто откладывается кремнезем, поэтому хвощи — плохой корм.
Весенние побеги — спороносные, неассимилирующие, неветвистые, на их верхушке образуются спороносные колоски. После созревания спор побеги отмирают. Споры шаровидные, с четырьмя пружинистыми лентами, зеленоватые, прорастают в заростки, однополые — мужские или женские. Бывают случаи, когда антеридии и архегонии зозникают на одном заростке. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает предросток, а затем — взрослый хвощ.
Хвощи часто составляют значительный процент травостоя лугов и заболоченных мест; распространены на кислой почве. Наиболее часто, встречается у нас хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ болотный, хвощ топяной и хвощ лесной.
Размножение хвощей
Хвощи размножаются половым путем. Половое поколение — гаметофит (заросток). На гаметофитах образуются антеридии и архегонии. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды, а архегониях — яйцеклетки. Оплодотворение совершается при наличии капельно-жидкой воды, и из зиготы без периода покоя вырастает спорофит.
Перед вами список вещей из определенных материалов, в состав которых либо входят сами живые организмы и их части, либо продукт приготовлен при помощи живых организмов (обозначены буквами). Во втором столбце даны зашифрованные описания этих живых организмов (обозначены цифрами).
Организмы, которые могут случайно попасть в материал, не указывайте!
При выполнении задания важно сразу соотнести живые объекты, из которых приготовляют определенные вещи и материалы, и их зашифрованные описания.
1. Лепестки венчика цветка у этого растения обычно голубые, цветок пятичленный. Из всех представленных материалов только льняная олифа приготовляется из семян льна — растения с голубыми цветками. Правильный ответ – Лён. Соответствие: 1 – Ж.
2. Эти вымершие автотрофы были споровыми. Из всех предметов и материалов только мел и графит могут быть продуктом, полученным из вымерших организмов. Из них только графит определённого происхождения является продуктом метаморфизации остатков фотосинтезирующих споровых организмов: папоротников, хвощей и плаунов. Соответствие: 2 – Е.
3. Глаза этих организмов состоят из отдельных фасеток (омматидиев). Этот признак характерен для насекомых. В левом столбце есть два материала, получаемых от насекомых: шёлк и проволис. Таким образом, в описании зашифрованы тутовый шелкопряд и пчела. Соответствие: 3 – А, И.
4. Эти гетеротрофные организмы имеют четырёхкамерный желудок, три из пяти пальцев конечности у них недоразвиты. Строение сердце позволяет сказать, что это – либо птицы, либо млекопитающие. Четырёхкамерный желудок характерен для некоторых представителей Парнокопытных. Он состоит следующих отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Строение конечностей также соответствует Парнокопытным. Наиболее вероятно, что дано описание коровы. Из соединительных тканей получают желатин, который используется для производства желатиновых фотографических пластинок. Соответствие: 4 – Г.
5. Это тропическое растение содержит во всех своих частях млечный сок. Из млечного сока получают натуральный каучук. Поэтому может быть зашифровано самое распространённое каучуконосное растение – гевея бразильская. Правильным может быть также ответ фикус эластичный [его используют как каучуконос в Индии]. Соответствие: 5 – Б.
6. Это растение имеет плод – коробочку с семенами, покрытыми густыми волосками. Таким троением обладает коробочка хлопчатника, а волоски, развивающиеся на семенах, используют для производства хлопачтобумажной ткани. Соответствие: 6 – В.
7. Это автотрофные организмы, в жизненном цикле которых преобладает спорофит, а гаметофит можно разглядеть только под микроскопом. Под это описание подходит довольно большой спектр растений. Это Цветковые (Покрытосеменные) и Голосеменные растения. Перечислим цветковые расетния, участвующие в производстве материалов. Тутовое дерево (шелковица) — пища для тутового шелкопряда. Гевея бразильская –каучуконос. Хлопчатник – источник ваты и хлопчатобумажных тканей. Осина – источник мягкой древесины, удобной для отачивания карандашей. Лён – источник льнаяной олифы и льняных тканей. Тополь, берёза и другие деревья, дающие смолистые выделения – с них пчёлы собирают материал, который перерабатывается в прополис. Из Голосеменных ель используют в производстве бумаги. Соответствие: 7 – А, Б,В, Д, Е, Ж, И.
8. Этот организм в личиночной стадии имеет грызущий ротовой аппарат. Такой ротовой аппарат характерен для гусениц, который у имаго претерпевает сильный метаморфоз. У пчёл – грызуще-лижущий аппарат, сохраняющийся во взрослом состоянии. Таким образом, был зашифрован тутовый шелкопряд. Соответствие: 8 – А.
9. Эти одноклеточные гетеротрофы имеют раковины и ловчую сеть из специализированных ложноножек. Речь идёт о фораминиферах, раковины которых образовали залежи мела. Соответствие: 9 – З.
pазбирался: Надежда | обсудить разбор | оценить
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Древние и самостоятельные растения хвощи и плауны внешне очень схожи, в этом можно убедиться, взглянув на изображение в энциклопедии, на фото или рисунок в учебнике по ботанике. Но схожесть этих двух растений на самом деле обманчива. В чем же их отличия? В этом стоит разобраться!
Отдел хвощевидных и его представители
Хвощевидные относятся к отделу папоротниковидных высших споровых растений, одних из первых, некогда обитавших на Земле.
Из хвощевидных самым распространенным сейчас остается класс хвощовых, представителем которого является хвощ.
Представители высших споровых хвощевидных растений – папоротники, мох и плауны, занесены в Красную книгу РСФСР, как редкий вид живых ископаемых.
Строение хвощевидных растений
В научной среде это растение с латыни «equisetum» переводится как «лошадиная грива». В русском же названии «хвощ» так же отслеживается образное сравнение с частью животного, а именно с хвостом. Если внимательно присмотреться к хвощовым, то по форме обнаружится это внешнее сходство.
По своему строению, тело хвоща имеет стебель с ярко выраженным его разделением, то есть четким чередованием междоузлий и узлов. Из осевого органа стебля в его узлах образуются чешуйчатые листья и ветви.
Благодаря пропитанной кремнеземом кожице стенок стебля, увеличивается его ребристость и жесткость. Фотосинтез, преобразуя энергию света в химическую связь всех необходимых веществ в стеблях и ветвях хвоща, делает растение более плотным.
Корневая система с клубнями или с придаточными корнями очень развита, что затрудняет борьбу с данным растением, но позволяет ему переносить лесные пожары.
Размножение и развитие хвощей
У растения существует два способа размножения:
Вегетативный, где органом служат корни и клубни.
Спороносный, где органами размножения выступают спороносные колоски.
Как представитель высших споровых, хвощ обладает сложным жизненным циклом. Растению свойственны непрерывность жизни, как у вегетативного побега, и чередование поколений (бесполого и полового).
Спороносный колосок хвоща
Зеленая шаровидная по форме спора, с четырьмя усиками, прорастает в женские или мужские проростки, из которых появляется взрослый вид хвоща. Ветер – хороший помощник для размножения спороносных побегов.
Примеры хвощевидных растений
Данный род вмещает в себя около 32-х видов, известных в Южной Африке, Северной и Южной Америке, Евразии и Арктике: болотный, приречный, древовидный, лесной, камышовый, луговой, большой, пестрый, многощетинковый, ветвистый, зимующий, гигантский, тростниковый, раскидистый, боготский, Мура.
Так, самым высоким из ныне существующих растений является гигантский хвощ, достигающий 12 метров. Растут такие представители в самых благоприятных для себя влажных тропических и субтропических регионах.
Общая характеристика плауновидных
На данный период количество видов этого растения снизилось до 400 экземпляров, и вырастают они в высоту не более чем на 30 сантиметров.
Строение плауна
Плауны представляют собой ползучие и ветвящиеся стебли, на которых по спирали вырастают листья разнообразной формы (ланцетовидные, линейные, очередные).
Корневая система состоит из дополнительных корней, произрастающих от стеблей. Верхушки побегов обрамлены чешуйками, видоизмененными листьями (спорангиями), которые являются органами бесполого размножения.
Как размножаются плауны
Развитие плауна напрямую зависит от попадания в него грибного гифа, который обеспечивает ему питание органическими веществами.
вегетативно (укоренение ветвей);
Произрастание спор плаунов происходит около 8 лет после попадания в почву. Но в основном плауны размножаются побегами.
Представители плаунов
Среди ползучего растения большое разнообразие видов, но особо распространенными считаются: плауны – годичный, булавовидный, темный, сплюснутый, баранец и колючий плаун.
Где обитают хвощи и плауны
Хвощи и плауны растут только там, где достаточно влаги, так как она необходима для размножения. Поэтому встретить эти растения можно в глухих и влажных частях леса, в болотистой местности, на заливных лугах или лугах, чья почва имеет повышенную кислотность, так же в тропиках и субтропиках.
Плауны на территории России встречаются в хвойных и влажных лесах, реже на заливных лугах. Основная область их обитания – тропики.
Как человек использует плауны и хвощи
Вымерший древовидный хвощ через века преобразовался в каменный уголь. Залежи этого угля в жизни человека служат не только как топливо, но и как ценное химическое сырье.
Некоторые современные медицинские препараты, способствующие водно-солевому обмену, помогающие при сердечной недостаточности, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, мочегонные, в своём составе содержат полевой хвощ.
Живописцы и столяры нередко используют стебли высушенного хвоща для шлифования поверхности, так как он содержит кремний.
В отличие от хвоща, плаун намного популярнее, он чаще используется в научной и народной медицине, в ветеринарии, в косметологии и пиротехнике. Также он обладает красильным веществом, из его стеблей добывают синюю краску, используемую в текстиле.
§ 16. Плауны. Хвощи. Папоротники — Пасечник. 5 класс. Учебник
Вопросы в начале параграфа
1. Что называют тканью?
Растительная ткань — это совокупность клеток и межклеточного пространства, имеющая общее происхождение, строение и выполняющая определённые функции.
2. Какие растительные ткани вы знаете?
Существует пять разновидностей видов наиболее распространённых видов тканей:
3. Какое строение имеют и какую функцию выполняют проводящие ткани?
К проводящим тканям относятся сосуды и ситовидные трубки. Они образуются из живых и мёртвых клеток по виду напоминающих трубки, поскольку поперечне перегородки клетов проводящих тканей либо отсутствуют, либо имеют крупные отверстия.
Такое строение помогает клеткам выполнять их основную функцию — перемещать воду и растворённые в ней минеральные и питательные вещества.
4. Какое строение имеют и какую функцию выполняют механические ткани?
Клетки механической ткани имеют толстые оболочки, по форме сильно вытянуты и имеют вид волокон. Такое строение придаёт механической ткани особую прочность, что необходимо для выполнения их основной функции — обеспечение прочности стеблей, стволов и других частей растений.
Лабораторные работы
Лабораторная работа «Строение спороносящего хвоща»
1. С помощью лупы рассмотрите летний и весенний побеги хвоща полевого из гербария.
2. Найдите спороносный колосок. Каково значение спор в жизни хвоща?
В спороносных колосках хвоща весной развиваются споры. После созревания спор колоски открываются и споры вылетают наружу. Они разносятся ветром, а затем попадая в почву, начинают прорастать в новые растения. Так происходит размножение хвощей.
3. Зарисуйте побеги хвоща.
Лабораторная работа «Строение спороносящего папоротника»
1. Изучите внешнее строение папоротника. Рассмотрите форму и окраску корневища; форму, размеры и окраску вай.
Корневище папоротника прямое и длинное, с многочисленными придаточными корнями. Растёт корневище параллельно земной поверхности. Цвет — тёмно-коричневый.
Вайи (листья) папоротника имеют сильно рассечённую форму и светло-зелёную окраску. В зависимости от вида папоротника форма вайи и её длина могут сильно различаться. Обычно длина вайи папоротника 20 — 70 см. Стоит отметить, что растут вайи прямо из корневища.
2. Рассмотрите бурые бугорки на нижней стороне вай в лупу. Как их называют? Что в них развивается? Каково значение спор в жизни папоротника?
Маленькие бугорочки на нижней стороне вайи — это спорангии. Они образуются на листе папоротниковых летом. Внутри спорангиев развиваются споры. После созревания спорангии раскрываются и споры разносятся ветром и животными на большие расстояния. После попадания в почву споры начинают прорастать и образуются новые растения папоротника. Споры необходимы папоротниковым для размножения.
3. Сравните папоротники с мхами. Найдите признаки сходства и различия.
Сходство мхов и папоротников:
Различия мхов и папоротников:
4. Обоснуйте принадлежность папоротника к высшим споровым растениям.
Папоротники относятся к высшим споровым растениям потому, что:
Вопросы в конце параграфа
1. Почему плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям?
Плауны, хвощи и папоротники относятся к высшим споровым растениям потому, что:
2. Где они растут?
Папоротки, хвощи и плауны преимущественно растут во влажных и тенистых местах:
Обычно это травянистые растения, но встречаются и древовидные папоротники, например, в тропических широтах.
3. Каково их строение?
Строение плаунов: корневище с корнями, длинный ползучий стебель со большим количеством веток с мелкими листьями. Летом у плаунов развиваются спороносные колоски со спорами, которые расположены на прямостоячих побегах.
Строение хвощей: длинные ветвящиеся корневища и надземный побег, который весной бурые и со спороносными колосками, а летом — зелёные, с содержанием хлорофилла.
Строение папоротника: корневище, расположенное параллельно поверхности земли, из которого растут сильно рассечённые листья — вайи на коротких слабо развитых стеблях. На нижней стороне листа — вайи летом появляются красные бугорочки — спорангии, в которых развиваются споры.
4. Какие растения — папоротники или мхи — имеют более сложное строение? Докажите это.
По сравнению со мхами папоротники имеют более сложное строение:
5. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?
Плауны, хвощи и папоротники широко используются в хозяйственной деятельности человека.
Например, споры плауна не так давно использовались в гигиенических препаратах в качестве детской присыпки. Сейчас же их продолжают использовать в металлургической промышленность в качестве обсыпки форм для литься. Это позволяет легко вынимать готовые детали из форм.
Побеги хвоща — жёсткие, с большим содержанием кремнезёма. Они используются в при полировке металлических изделий. Весенние же побеги употребляют в пищу в сыром и пареном виде.
Наибольшую же ценность представляют залежи остатков древних древовидных форм папоротников, хвощей и плаунов, которые за миллионы лет превратились в каменный уголь. Это полезное ископаемое используют в качестве топлива и сырья для изготовления пластмассы, смазочного масла, кокса, смолы, парфюмерных изделий и другой разнообразной продукции.
Подумайте
Почему многие виды папоротников, также являясь споровыми растениями, в отличие от мхов могут достигать значительных размеров?
Папоротники — это более развитые споровые растения по сравнению со мхами.
Во-первых они обладают полноценной корневой системой, способной удержать растение в почве и получить из почвы достаточное количество питательных веществ и воды.
Во-вторых, благодаря развитым проводящим тканям до каждой клетки растение доходят все необходимые минеральные и питательные вещества, даже если они находятся на большом расстоянии от корней. Мхи же не обладают проводящей системой и необходимые для жизнедеятельности вещества получают всей поверхностью тела, что ограничивает их рост.
В-третьих, у папоротников прекрасно развиты механические ткани. Это обеспечивает прочность и гибкость растениям — они не ломаются от сильного ветра или других неблагоприятных воздействий окружающей среды.
Задания
На основании изучения материала параграфа и дополнительного текста составьте сообщение «Многообразие высших споровых растений и их значение в природе и жизни человека».
Сообщение: «Многообразие высших споровых растений и их значение в природе и жизни человека»
Высшие споровые растения не так заметны, например, цветковые растения. Тем не менее их значение а природе и в жизни человека очень велико.
В первую очередь именно папоротники, хвощи и плауны стали одними из древнейших растений Земли. Они произрастали ещё в палеозойскую эру, то есть 250 — 500 миллионов лет назад! Именно они образовали первую настоящую наземную растительность, включая и деревья. Развитие и распространение высших споровых растений привело к созданию на Земле условий для появления голосеменных, а затем и цветковых растений.
Огромную роль сыграли древнейшие споровые растения и большом круговороте органических веществ в природе. Именно из остатков древних плаунов, хвощей и папоротников образовались залежи каменного угля — ценного полезного ископаемого, используемого как в качестве топлива, так и в качестве сырья для изготовления самых разнообразных изделий современной промышленности.
В наше время папоротники часто используются как декоративные растения. Из них делают интересные букеты и флористические композиции, выращивают в качестве комнатных растений и используют в любительском и промышленном цветоводстве. Некоторые же высшие споровые, наоборот, являются сорными и ядовитыми растениями. Например, Хвощ полевой считается опасным сорняком, а Щитовник и Кочедыжник — ядовитыми папоротниками.
В тропических странах стволы древовидных папоротников служат строительным материалом для изготовления домов. Кроме того, некоторые виды папоротников и хвощей в различных странах употребляют в пищу. Например, в России к пищевым папоротникам относится Орляк обыкновенный и Страусник обыкновенный. А на Гаваях в пищу используют крахмалистую сердцевину древовидных папоротников.
Папоротникам приписывают и магические свойства. Например, в славянской мифологии считалось, что цветущий в ночь на Ивана Купалу папоротник может наделить нашедшего его человека волшебными свойствами. Такой человек сможет понимать язык зверей, птиц и растений, сможет становиться невидимкой и даже видеть сквозь землю, что позволит ему найти все самые ценные подземные клады.
К сожалению в реальной жизни папоротники не цветут, так как это споровое растение. Но и папоротники, и хвощи, и плауны — очень красивые и необычные растения, так что вполне достойны и интересных легенд, и запечатления в произведения искусства разных времен и народов.
Задания для любознательных
Найдите и рассмотрите кусочки каменного угля с отпечатками древних растений.
Словарик
Вайи — это особые листья, которые являются частью папоротников. По форме эти листья обычно сильно рассечены. Кроме того, летом на нижней стороне вайи образуются спорангии, в которых вызревают споры растения.
Корневище — это подземный помег, выполняющий роль корня.
Спорангии — это маленькие бурые бугорочки на нижней части листа папоротников, в которых образуются и вызревают споры растения.
Плаун — это высшее споровое растение, растущее преимущественно в сосновых лесах. Его тело состоит из ползучего стебля со множеством веток, покрытых мелкими листьями, и корневища.
Хвощ — это высшее споровое растение, растущее на полях, в лесах или около водоёмов. Его тело состоит из длинных корневищ, зимующих в почве, и побегов, которые в весенний период выпускают спороносные колоски.
Папоротник — это высшее споровое растение широко распространённое по всему земному шару. Они могут быть как травянистыми растениями, так и древовидными. Отличительная особенность папоротников — листья-вайи. Это сильно рассеченные листья, у которых летом на нижней стороне образуются спорангии со спорами.