Хвощи, подготовка к ЕГЭ по биологии
Хвощи — многолетние споровые корневищные растения, с зелеными стеблями, ветвями и чешуйчатыми листьями. Современные хвощи — травянистые растения, в прошлом имели большее разнообразие: встречались древовидные формы до 20 м высотой. Наряду с древними плауновидными в карбон (каменноугольный период) участвовали в образовании каменного угля.
Как и плауны, хвощи поселяются в увлажненных местах: по берегам водоемов, на лугах, лесных опушках. Закисленные почвы — излюбленное место обитания хвощей.
Характеристику хвощам будем давать на основе типичного представителя — хвоща полевого.
Строение хвоща полевого
Хвощ полевой имеет членистое строение, мелкие чешуйчатые листья собраны в мутовки по 6-12 листьев. Эпидермис стебля гладкий, стебель пропитан кремнеземом — SiO2, что делает его несъедобными для скота, многих диких животных.
Подземная часть растения включает сильно разветвленное корневище, по площади до 8м2, от которого вглубь почвы отходят придаточные корни. У хвоща полевого отдельные боковые ветви корневища могут видоизменяться в клубни, запасающие питательные вещества. Клубни также принимают участие в процессах вегетативного (бесполого) размножения. Вегетативные побеги появляются весной позже спороносных, и отвечают главным образом за питание, рост и развитие растения. Фотосинтез происходит в стебле растения.
Весной первыми у хвоща полевого появляются спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебель у них коричневого цвета, хлорофилл отсутствует. Спороносный побег отвечает за половое размножение. Перпендикулярно оси колоска к нему крепятся органы спороношения — спорангиофоры, под которыми лежат 6-10 спорангиев. Спороносный побег отмирает после спороношения.
Спороносный побег отличается от вегетативного главным образом наличием стробила. Стробил — видоизмененный укороченный побег, служащий для размножения некоторых высших растений: хвощей, плаунов, голосеменных. Несет специализированные листья спорофиллы, на которых формируются спорангии. Спорофилл (от греч. sporá — семя и phýllon — лист) — видоизмененный лист споровых растений, на котором развиваются органы бесполого размножения — спорангии.
Жизненный цикл хвощей
В жизненном цикле хвощей, как и папоротников, доминирует спорофит. Начнем рассматривать цикл с момента прорастания споры (n). Споры высыпаются из спорангиев, во влажной среде прорастают в заросток — гаметофит (n), который крепится к почве ризоидами. Образующиеся из спор гаметофиты раздельнополы, на одних развиваются антеридии (мужские половые органы), на других архегонии (женские половые органы). В антеридиях (n) формируются сперматозоиды, в архегониях (n) — яйцеклетки.
Во влажной среде подвижный сперматозоид (n) достигает яйцеклетки (n) в архегонии, сливается с ней, образуя зиготу (2n). Из зиготы развивается спорофит (2n), у которого на спорофилле в спорангии материнские клетки (2n) делятся мейозом, в результате образуются споры (n).
Значение хвощей
Хвощи имеют медицинское значение, их используют в качестве мочегонных и кровеостанавливающих средств. Несмотря на твердость стебля, вследствие высокого содержание кремнезема, хвощом питаются олени. Не вызывает сомнений, что хвощ является звеном в цепи питания (продуцентом). Весенние побеги употребляют в пищу в свежем и вареном виде, из них делают соусы, начинки для пирога.
Мы с вами, ботаники, безусловно восхищаемся хвощом! Но вот садоводы от него совсем не в восторге. Хвощ считается одним из злостных сорняков в огороде, трудно выводимым и доставляющим массу хлопот. Хвощ селится на закисленной почве, поэтому помимо перекапывания, садоводы применяют известкование — внесение в почву карбонатов кальция CaCO 3 и магния MgCO3, а также оксидов — CaO и MgO и гидроксида кальция — Ca(OH)2 с целью снижения кислотности почвы. Почва со сниженной кислотностью нравится хвощу гораздо меньше, и он перестает заводиться на огороде 😉
©Беллевич Юрий Сергеевич
Данная статья является интеллектуальной собственностью Беллевича Юрия Сергеевича. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к
studarium.ru
Хвощ полевой Жизненный цикл Описание В жизненном
Хвощ полевой Жизненный цикл
Описание В жизненном цикле хвоща преобладает спорофит. Его подземная часть представляет собой ветвистый корневище, которое находится на глубине около 1 м. На корневище образуются клубеньки, в которых накапливается крахмал. Наземные побеги хвоща бывают двух типов: вегетативные и спороносные. Гаметофит имеет вид зеленой пластинки, длиной не более 1 см. Мужские и женские половые органы развиваются в течение одного вегетационного периода. После оплодотворения из зиготы развивается новый спорофит.
Жизненный цикл спорофит(2 n) • мейоз • споры(n) • гаметофит(n) • митоз • яйцеклетка(n) и спермий(n) • зигота(2 n) • спорофит(2 n)
Жизненный цикл хвощей похож на цикл папоротниковидных: он характеризуется преобладанием спорофитного поколения. Спорангии находятся в спороносных шишках (стробилах) на хорошо заметных бесцветных или бледно-бурых спорангиофорах. Упавшие на землю споры прорастают мелкими (до 3 см в диаметре) зелёными заростками; после оплодотворения из них развивается спорофит.
Значение Практическое значение хвощей незначительное. Хвощ полевой — один из злостных сорняков, указатель кислых почв. Поскольку во время пахоты его мощное подземное корневище измельчается, и из каждого кусочка может развиться новое растение, избавиться хвоща полевого очень трудно. Вместе это растение является лекарственным и широко применяется в медицине. Ранее с хвощей добывали краски. Ископаемые остатки древних Хвощевидные находят вместе с Плауновидные в залежах каменного угля. Современные хвощи известны с мелового периода мезозойской эры.
present5.com
15.Отдел хвощевидные. Жизненный цикл
Хвощ полевой, как и все высшие растения имеет два поколения, которые, представляют собой самостоятельно существующие растения.
Спорофит хвоща полевого представляет собой автотрофное растение с резко специализированными типами побегов: зелеными, корневищными и спороносными. Зеленые или ассимиляционные побеги имеют типичное для хвощей строение – стебли членистые, зеленые, фотосинтезирующие, а листья – кожистые, пленчатые, лишенные хлорофилла, расположенные мутовчато в узлах стебля. Стебель имеет хорошо дифференцированные ткани, проводящие пучки коллатеральные, закрытые, без вторичных изменений. Нижняя часть побегов находится в почве и видоизменяется в корневище (2-й тип побегов), от которого отходят придаточные корни. Корневища залегают глубоко в почве и запасают питательные вещества. За счет питательных веществ на корневище хвоща закладываются почки и рано весной из них возникают розоватые, тоже членистые спороносные побеги (3-й тип побегов), которые не ветвятся, не ассимилируют, а отвечают за бесполое размножение и формируют споры. В верхней части этих побегов находится стробил, с мутовчато расположенными спорофиллами, иначе называемыми у хвощей спорангиофорами. Каждый спорофилл (спорангиофор) представляет собой 6-угольной формы щиток на ножке. На нижней стороне его формируется от 5 до 13 спорангиев овальной формы. В них и образуются споры. При созревании спор щитки подсыхают и раздвигаются, наружная стенка спорангия при этом разрывается, и споры, высыпаясь, развеиваются ветром. Споры хвощей округлые, внешне все одинаковые, но из них вырастают различные гаметофиты – мужские или женские, т.е. гаметофиты хвощей двудомные растения.
Гаметофит хвощей -небольшие (около 1см высотой) зеленые растеньица в виде пластинок, расчлененных на лопасти. Гаметофит хвощей двудомный, — на одних пластинках развиваются архегонии, на других – антеридии, и гаметофит часто называют женским и мужским заростком. Но иногда могут развиваться и однодомные гаметофиты.
Споры хвощей, сцепленные вместе элатерами, при попадании на почву оказываются в неодинаково благоприятных условиях освещения, снабжения водой и т.д. (например, верхние и нижние в комочке). Эти микроусловия сказываются на формировании пола будущего заростка.Для хвощей характерна небольшая редукция половых органов: сокращается число, слагающих их клеток, уменьшаются размеры и упрощается строение этих органов. Антеридии хвощей погружены в ткань заростка. Архегонии лишь шейкой возвышаются над заростком. Оплодотворение происходит в сырую погоду при наличии жидкой среды. Из возникшей зиготы быстро формируется молодой спорофит. Первоначально он скрыт в ткани заростка и состоит из стебелька, двух-трех листочков и корешка, а затем корешок углубляется в почву, и растеньице переходит к самостоятельной жизни. Так завершается круг развития хвощей, в котором можно четко видеть преобладание достаточно засухоустойчивого спорофита, но половой процесс, однако, невозможен без воды.
studfiles.net
Характеристика отдела Хвощевидные. Цикл развития, представители, значение.
Общая характеристика хвощей.
Хвощевидные в прошлом огромная, но почти полностью вымершая группа растений, расцвет которой пришелся на каменноугольный период.
Экология и распространение хвощей. Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Встречаются на влажной кислой почве, в сырых лесах, лугах, на болотах, то есть в самых разных растительных сообществах, но в любом случае в местах с достаточным или избыточным увлажнением. Часто они образуют большие заросли, а в некоторых типах низинных болот, по берегам водоемов и в сырых лесах хвощи нередко доминируют в травянистом покрове.
Особенности строения хвощей. Хвощи имеют зимующее корневище, от которого отходят придаточные корни. На корневище имеются клубеньки, которые содержат крахмал. Надземная часть стебля достигает у видов, обитающих в умеренной зоне, 0.5 — 1 м, у тропических видов стебли обычно более длинные.
Для хвощевидных характерно особое строение побегов, отличающее их от остальных высших споровых растений. Их побеги состоят из члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. Листья мелкие бурые чешуйчатые, сросшиеся в трубку. Функцию фотосинтеза выполняет зеленый стебель.
Другая особенность хвощей — накопление кремнезема в стенках клеток всего растения. Кремнезем играет механическую и защитную роль: хвощи практически не повреждаются моллюсками и насекомыми, их избегают позвоночные животные.
Размножение хвощей. Вегетативное размножение осуществляется путем фрагментации корневища, которое как и надземная часть имеет членистое строение и в узлах легко разламывается. Каждый фрагмент слоевища дает обильные побеги. В связи с наличием такого способа вегетативного размножения, хвощи являются трудноискоренимыми сорняками.
Весной на корневищах вырастают побеги, на которых располагаются спороносные колоски. Колоски содержат спорангии, в которых путем мейоза формируются гаплоидные споры. После раскрытия спорангия споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор развиваются гаметофиты (заростки). На нижней стороне гаметофита возникают бесцветные ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями.
Оплодотворение у хвощей осуществляется, как у всех споровых растений, в присутствии капельножидкой влаги на поверхности гаметофита. Сперматозоиды подплывают к женскому половому органу, один из них проникает в него и сливается с яйцеклеткой. Образующаяся зигота прорастает в спорофит.
Значение хвощей
Большинство хвощей несъедобно, но некоторые виды хвощей (хвощ полевой) используются как корм животных. В некоторых местностях он может быть и ядовитым. Его используют также и в медицине в качестве кровоостанавливющего и мочегонного средства при отеках. Иногда крахмалистые клубни и молодые спороносные колоски используются в пищу. Хвощ полевой — злостный сорняк. Хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ дубравный — ядовитые растения. Жесткие стебли хвоща зимующего можно использовать в качестве абразивного материала.
Характеристика отдела Папоротниковидные. Классификация и представители. Цикл развития, значение.
Отдел высших споровых растений, объединяющий около 12 тыс. современных видов. Для папоротников характерно:
· широко распространены в самых разнообразных климатических зонах, наибольшее число видов характерно для тропиков;
· жизненные формы разнообразны — многолетние травянистые, древовидные растения, лианы, эпифиты;
· в жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение с хорошо выраженными корнями, стеблями и листьями;
· корни всегда придаточные, с корневыми волосками;
· стебли хорошо развиты у древовидных форм; у травянистых папоротников побеги чаще всего представлены корневищами, часто покрытые различными волосками и чешуйками;
· в коре стебля имеется механическая ткань, в центре — несколько концентрических проводящих пучков; ксилема, образованная трахеидами, окружена флоэмой из ситовидных клеток без клеток-спутниц;
· листья (вайи), длительное время сохраняют способность к верхушечному росту; могут быть как цельными, так и перистыми; типичный
цельный лист дифференцирован на черешок и листовую пластинку; у подавляющего большинства папоротников листья перистые, имеющие черешок, продолжающийся в рахис — ось листа, на которой располагаются перья; часто листья совмещают функцию фотосинтеза и спороношения;
· спорангии располагаются на нижней поверхности листьев и чаще всего собраны группами — сорусами, покрытыми общим покрывальцем —индузием, представляющим собой вырост ткани листа;
· в основном папоротники — равноспоровые растения;
· из спор у подавляющего большинства равноспоровых папоротников развивается обоеполый гаметофит (называемый также заростком), имеющий вид зеленой пластинки, прикрепляющийся к субстрату ризоидами;
· архегонии и антеридии развиваются на нижней поверхности заростка;
· для оплодотворения необходима вода;
· из зиготы сначала развивается зародыш, а затем взрослый спорофит.
Щитовник мужской
Один из наиболее широко распространенных в Европе видов папоротников (рис. 71). Произрастает преимущественно в тенистых лесах. Спорофит представлен крупным многолетним травянистым растением высотой до 1 метра. Корневище мощное, обильно покрытое остатками черешков листьев прошлых лет и ржаво-бурыми чешуйками. От нижней части корневища отходят тонкие придаточные корни. Пластинка листа дваждыперисторассеченная. Два года листья развиваются в почках под землей и только на третий год весной появляются над поверхностью почвы, а к осени отмирают. Молодые листья закручены в виде улиток и долго растут своей верхушкой, постепенно раскручиваясь.
На нижней поверхности листьев вдоль средних жилок к осени образуются спорангии, собранные в сорусы. В результате мейотического деления клеток спорогенной ткани образуются гаплоидные споры. После созревания спор стенка спорангия разрывается, обеспечивая тем самым распространение спор.
Попав в благоприятные условия, спора прорастает и, из нее формируется гаметофит, который имеет вид сердцевидной пластинки длиной 1,5-5 мм. Заросток однослойный и только в средней части многослойный. На нижней, обращенной к земле, стороне образуется большое количество ризоидов, расположенных ближе к заостренной части пластинки. Здесь же находятся архегонии и антеридии. Архегонии располагаются на утолщенной части заростка, ближе к сердцевидной выемке, а антеридии — ближе к заостренной части, часто среди ризоидов. В антеридиях образуются лентовидные многожгутиковые (несколько десятков) сперматозоиды. Попав в воду, они устремляются к архегонию и через шейку проникают в его брюшко. Здесь происходит оплодотворение яйцеклетки и образование зиготы. Зародыш начинает развиваться в архегонии. До образования зеленого листа и собственных корней он зависит от гаметофита.
Значение папоротников
Папоротники служат пищей и средой обитания для многих микроорганизмов и беспозвоночных животных.
Как и другие растения, папоротники выделяют кислород, который необходим всем живым организмам для дыхания.
Папоротник сальвиния может приводить к зарастанию водоемов, так как быстро размножается вегетативным способом. Это может нанести вред животному и растительному сообществу водоемов.
Человек нередко использует папоротники в декоративных целях. Из их листьев изготавливают поделки. Выведены комнатные растения-папоротники.
Некоторые виды папоротников нашли применение в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского изготавливают противоглистные лекарства.
Некоторые папоротники съедобны. Например, молодые листья орляка обыкновенного, но не сырые, т.к. в таком виде они ядовиты. Также съедобен страусник обыкновенный. А вот щитовник ядовит.
Древовидные папоротники могут использоваться в строительстве.
Некоторые папоротники образуют симбиоз с цианобактериями, которые усваивают атмосферный азот. Такие папоротники в некоторых странах используют как удобрения.
При всем этом самым главным значением папоротников для человека является то, что благодаря их вымершим древесным формам образовались залежи каменного угля. Сейчас для человека уголь служит топливом и химическим сырьем, из которого изготавливают масла, смолы, пластмассы и другое.
studopedia.net
8.3.1.6.1 Класс Хвощовые – Eqisetopsida
Хвощи – многолетние травы с узловатым (членистым) стеблем и сильно разветвленным, часто глубоко расположенным в почве корневищем. Стебли имеют чешуевидные бурые листья, сросшиеся в трубочку, и мутовчатое ветвление. Основание каждого междоузлия охватывает листовое влагалище. Его листочки защищают зону вставочной меристемы. По ним можно определить вид хвоща. На внутренней поверхности их, а иногда и влагалища располагаются водные устьица. Они отличаются от обычных вентиляционных. В замыкающих клетках нет хлоропластов, а стенки одинаковой толщины. Они всегда открытые. Вода, поступающая по трахеидам жилок через мелкоклеточную паренхиму, попадает к ним и выделяется наружу.
В узлах корневища хвощей образуются клубеньки, богатые крахмалом.
У хвощей наблюдается чередование поколений с преобладанием бесполого. Половое поколение сильно редуцировано и представлено зеленым маленьким заростком (несколько мм). Цикл развития хвоща полевого показан на рисунке 31.
У большинства хвощей из спор образуются раздельнополые заростки (мужские и женские), но у некоторых (хвощ полевой) женские гаметофиты могут стать обоеполыми. Таким образом, у хвощей встречается три типа гаметофитов. В архегониях образуется яйцеклетка. В антеридиях образуются многожгутиковые сперматозоиды. После оплодотворения зигота переходит в покой, а затем образует спорофит.
У некоторых хвощей – два типа побегов: вертикальные бесцветные спороносные — появляются весной и зеленые вегетативные – летом. У большинства спороносные колоски расположены на верхушках зеленых побегов.
Хвощи распространены на всех континентах в местах с избыточным увлажнением по берегам водоемов, в низинных болотах и в сырых лесах.
Чаще всего встречается хвощ полевой (Equisetum arvense), у него спороносные побеги появляются ранней весной – они толще зеленых и после спороношения отмирают. Позже из того же корневища развиваются зеленые вегетативные побеги. В лесной зоне он – трудноискореняемый сорняк.
Рисунок 31 – Жизненный цикл хвоща полевого — Equisetum arvense
А-спорофит:1-клубеньки, 2-хлорофилоносный стебель, 3-спороносный стебель со спороносным колоском, 4-щиток (видоизмененный споролистик) со спорангиями, 5-редукционное деление спорогенных клеток и образование спор.
Б-гаметофит:6-споры с элотерами, 7- женский заросток с архегониями, 8-мужской заросток с антеридиями, 9- архегоний с яйцеклеткой,
10-сперматозоид,
11-оплодотворение и образование зиготы.
В-спорофит:12—зигота, 13-прорастание зиготы и образование проростка,
14-проросток.
У хвоща лугового (E. pratense) боковые побеги не ветвятся, у хвоща лесного (E. sуlvaticum) – ветвящиеся. У тех и других спороносные побеги со стробилами появляются одновременно с вегетативными. Но затем они зеленеют и после спороношения и засыхания стробилов продолжают функционировать как вегетативные. Хвощ лесной распространен в ельниках.
У хвоща болотного (E. рalustre) и речного (E. fluviatile) спороносные побеги вначале трудно отличить от вегетативных ( оба зеленые), но затем на одних появляются стробилы, то есть формируется сначала один тип побегов.
У хвоща зимующего (E.hyemale), который встречается чаще в сосновых и смешанных лесах, стебли могут существовать несколько лет, у всех остальных в умеренной полосе они на зиму отмирают.
Среди хвощей имеются ядовитые для домашнего скота: хвощ болотный (E. palustre), хвощ дубравный (E. nemorosum), хвощ речной (E. fluviatile).
Практическое использование хвощей невелико: молодые вегетативные побеги применяют в медицине как кровоостанавливающее и мочегонное средство, спороносные побеги и крахмальные клубеньки употребляют в пищу.
studfiles.net
Цикл развития голосеменных растений на примере сосны обыкновенной
В жизненном цикле сосны обыкновенной доминирует спорофит– взрослое дерево, включающее в себя:корень,ствол,ветви(удлинённые побеги),укороченные побеги,листья, мужские и женскиешишки.
Стержневая корневая система сосны достигает в глубину 20–30 м и может вступать в симбиоз с мицелием (телом) грибов, например, маслят, создавая микоризу(грибокорень). Гифы (выросты мицелия) оплетают корни сосны от кончиков к зоне всасывания и проникают внутрь, подключаясь к проводящим пучкам. Поглощая органические вещества из растения, гриб поставляет в растение воду с минеральными веществами.
Ствол – вертикальный одревесневший стебель достигает в высоту 30–40 м. Ветви (удлинённые побеги) на стволе располагаются мутовками, покрыты сидячими, спирально расположенными бурыми чешуеобразными листочками и заканчиваются яйцевидными, конусообразными, коричневыми почками. В пазухах чешуевидных листочков развиваются укороченные побеги, из которых растет по два листка –хвоинки. Пара листьев сосны обыкновенной, длиной 3–8 см, толщиной 1,5–2 мм, при основании покрытых влагалищем, функционирует (живет) 3–5 лет и опадает вместе с укороченным побегом.
Мужские шишки– спороносные колоски (стробилы), образуются весной у основания молодых удлиненных побегов. Они собраны на общей оси. Каждая отдельная шишка длиной 8–12 мм, желтого или розового цвета, состоит из короткого стержня (оси), на котором спирально расположены редуцированные спороносные листья –микроспорофиллы. С нижней стороны микроспорофиллов расположены по двамикроспорангия. В микроспорангиях – пыльцевых камерах, в результате деления мейозом диплоидных клеток спорогенной ткани образуются гаплоидныемикроспоры. В свою очередь микроспоры делятся митозом и образуют четырёхклеточныймужской гаметофит–пыльцу. Пыльцевое зерно включает в себявегетативную,генеративную(антиридиальную) и двепроталиальныеклетки. Проталиальные клетки являются резервными, поэтому, отставая через некоторое время в росте, отдают свой ресурс на развитие генеративной и вегетативной клеток, быстро дегенерируют и исчезают. Клетки пыльцы окружены двумя оболочками – внешней, толстой –экзинойи внутренней, тонкой –интиной.В двух местах экзина не срастается с интиной, образуя вздутия –воздушные мешки.
Женские конусовидные шишки, длиной 3–7 см, появляются на верхушках удлиненных побегов одиночно или группой по 2–3 шт. Состоят изоси, на которой спирально расположеныпокровныеисеменныечешуи –мегаспорофиллы(женские спороносные листья). С верхней стороны семенных чешуй, у их основания, находятся по двасеменных зачатка, прикрытые покровными чешуями. Семенной зачаток представляет собой мегаспорогенную ткань –нуцеллус, окружённый покровной тканью –интегументом. На верхушке семенного зачатка, обращенного к оси шишки, в интегументе остаётся отверстие – пыльцевход (микропиле).
Весной (в мае) после созревания пыльцы микроспорангии мужских шишек раскрываются, и пыльца разносится ветром. Опыление– это процесс попадания пыльцы на микропиле семенных зачатков. Во время опыления чешуи женских шишек широко раскрыты. Пыльца заносится воздушными потоками (ветром) между чешуями, прилипает к клейкой жидкости, которая выделяется из микропиле. Вследствие подсыхания клейкой жидкости пыльца затягивается через пыльцевход на нуцеллус. После опыления микропиле зарастает, чешуи женской шишки смыкаются, и вся шишка снаружи герметизируется (заливается) смолой. После попадания на нуцеллусвегетативная клеткапыльцы прорастает в негопыльцевой трубкой.Генеративнаяклетка заходит внутрь вегетативной клетки и движется в ее апикальной части. Следующие 13 месяцев пыльцевая трубка медленно врастает в нуцеллус, в направлении будущего женского гаметофита.
Рис. 40. Схема жизненного цикла сосны обыкновенной
Рис. 41. Жизненный цикл сосны обыкновенной
Через месяц после опыления одна клетка нуцеллуса – археспориальнаяклетка делитсямейозом, образуя четыре гаплоидныемегаспоры. Три из них отмирают, а наиболее удалённая от микропиле четвертая мегаспора начинает расти. Ее развитие вмегагаметофит(женский гаметофит) начинается через шесть месяцев после опыления и требует для завершения своего формирования еще полгода. В течение этого времени клетка мегаспоры митотическим разделением увеличивает количество своих ядер примерно до 2000 шт. На 13 месяц после опыления в мегаспоре происходитцитокинез– разделение многоядерной клетки клеточными стенками, которые локализуют ядра в отдельных клетках. Образованная гаплоидная ткань называетсяэндоспермом. На 13–15 месяц после опыления ближе к микропиле из клеток эндосперма формируются два-три редуцированныхархегониясяйцеклеткамив середине. Эндосперм с двумя архегониями представляет собойженский гаметофит (заросток).
В период формирования женского гаметофита пыльцевая трубка(вегетативная клетка) прорастает через нуцеллус и эндосперм, заходит в один из архегониев. К этому моментугенеративнаяклетка пыльцы внутри вегетативной клетки (пыльцевой трубки) делится на две дочерние клетки –стерильную(клетку-ножку) исперматогенную(клетку тела). После чего сперматогенная клетка делится на дваспермия. Пыльцевая трубка с двумя спермиями в середине представляет собой полностьюразвитый мужской гаметофит. Проникнув в архегоний и достигнув яйцеклетки, апикальная часть клеточной стенки пыльцевой трубки разрушается, в полость архегония вливается цитоплазма, и один из спермиев соединяется с яйцеклеткой, формируязиготу, другой спермий погибает. Процесс оплодотворения происходит приблизительно на 13-15 месяц после опыления. Обычно оплодотворяются и начинают развиваться в зародыши оплодотворенные яйцеклетки (зиготы) всех архегониев (полиэмбриология), однако, как правило, только один зародыш формируется полностью.
Следующие полгода (6 месяцев) после оплодотворения происходит формирование семенииз семенного зачатка: зигота развивается взародыш,эндоспермостаётся в качестве запасающей ткани семени, интегумент формируетоболочку семенис крыловидным выростом, нуцеллус расходуется на развитиеэндоспермаизародыша. Семена сосны обыкновенной черного цвета диаметром 4-5 мм, с перепончатым крыловидным выростом оболочки семени длиной 12-20 мм, полностью вызревают в ноябре-декабре, через 18-21 месяц после опыления. Женские шишки при созревании становятся матовыми от серо-светло-коричневого до серо-зеленого цвета; открываются (широко раскрывают свои чешуи) с февраля по апрель и вскоре опадают.
ПокрытосеменныеилиЦветковые растения – отдел высших семенных растений, особенностью которых является наличиецветка– органа полового размножения, в котором плодовые листочки (пестик), заключают в себе семенные зачатки. Другой особенностью покрытосеменных является образование в семенном зачатке семиклеточного женского гаметофита –зародышевого мешкаи оплодотворение в нём двух клеток (яйцеклетки и центральной диплоидной клетки) –двойное оплодотворение. Отдел покрытосеменных насчитывает более 250 тыс. видов растений.
studfiles.net
Биология для студентов — 09. Плауновидные и хвощевидные, особенности их жизненного цикла, классификация, важнейшие представители
Плауновидные и хвощевидные по особенностям жизненного цикла напоминают папоротниковидных: особи бесполого поколения имеют побеги и корни. Особи полового поколения (заростки) небольших размеров и существуют отдельно от особей бесполого поколения.
Размножение. В цикле развития хвощей и плаунов чередуются половое размножение с помощью гамет и бесполое размножение с использованием спор. Одно растение может образовать несколько миллионов спор. Все они очень долго сохраняют способность к прорастанию во влажной теплой среде.
В благоприятных условиях из споры развивается маленькая пластинка — заросток. Вскоре на нижней поверхности заростка в особых органах — гаметангиях — формируются мужские и женские половые клетки (гаметы). С помощью воды (при таянии снега, с дождевой водой) мужские гаметы (сперматозоиды) доставляются к яйцеклеткам. После оплодотворения из зиготы образуется зеленый побег с листьями. Со временем он развивается в крупное зеленое растение, живущее много лет. На листьях растения образуются споры в особых органах — спорангиях. Поэтому данную стадию жизненного цикла, хвощей и плаунов называют спорофитом, а стадию заростка — гаметофитом. Спорофит — многолетняя стадия в их развитии, а заросток (гаметофит) живет несколько дней.
Гаметофит — гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы. Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы.
Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки или зиготы и производящая споры. Развивается из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры. У многих растений (разноспоровые плауны и разноспоровые папоротники, а также голосеменные и цветковые) спорангии делятся на два типа: макро— и микроспорангии. Макроспорангии производят макроспоры, а микроспорангии — микроспоры. Из макроспор развиваются женские гаметофиты, а из микроспор — мужские.
У хвощей и плаунов гаметофит представляет собой небольшое, но самостоятельное растение, иногда называемое заростком. Заростки папоротников и хвощей фотосинтезирующие, однолетние. Заростки плаунов живут под землей, развиваются в течение многих лет и питаются за счет симбиоза с грибами.
В жизненном цикле плауновидных и хвощевидных, как и у папоротниковидных, преобладают особи бесполого поколения. Отличия между представителями этих отделов заключаются прежде всего в строении вегетативных органов.
Отдел Плауновидные.
Плаун булавовидный (Lycopodium clavatum)
Плауны объединены в порядок высших споровых растений. Это многолетние вечнозеленые травянистые растения. Плауны по классификации разделены на два семейства: плауновые и баранцовые. Главный признак растений, относящихся к плауновым, — колоски (стробилы) из спорангиев. Отличительная особенность баранцовых – дважды либо четырежды дихотомически ветвящиеся стебли, имеющие пазушные спорангии, не упакованные в колоски.
Семейство плауновых объединяет четыре рода, в которые входят 200 видов. В семействе баранцовых один род — плаун-баранец, состоящий из 150 видов.
В нашей же стране плауны можно встретить в зеленомошных хвойных лесах. Это представители родов плаун, например, плаун годичный и плаун булавовидный и баранец – баранец обыкновенный.
Плауны являются древнейшей группой растений. Эти растения достигли расцвета в палеозое. В настоящее время плауны произрастают практически повсеместно на нашей планете. Наиболее многочисленная группа плаунов представлена в лесной зоне северного полушария. Это равноспоровые многолетние травянистые растения, в основном, наземные, имеющие цельные листья. Плауны образуют побеги с придаточными корнями. Побеги могут быть прямостоячие, ползучие, лазящие, длина их достигает 10 м. Плауны в возрасте 200-300 лет могут достигать в диаметре 40 м и более. Характерный признак некоторых видов плаунов (сплюснутого, булавовидного), которые растут на обедненных почвах в сосновых борах, вересковых пустошах, — формирование «ведьминых колец».
Значение плаунов в жизни человека очень велико. Плауны с древних времен используются в медицине и ветеринарии. В промышленности эти растения являются средством для получения синей, зеленой и желтой краски. Нашли свое применение плауны в фасонном литье и пиротехнике. В тканях некоторых видов плаунов содержится сильнодействующий яд, поэтому нужно осторожно подходить к выбору лекарственного средства народной медицины и не заниматься самолечением.
Отдел Хвощевидные.
Хвощ полевой
Как и у всех высших споровых растений, у хвощей в жизненном цикле преобладает спорофит.
Современные хвощевидные – многолетние травянистые растения. Все они относятся к роду Хвощ, который включает свыше 30 видов. У особей бесполого поколения хорошо развиты корневище и корни. С помощью корневища хвощ размножается вегетативно. От корневища отходят надземные побеги высотой от 10 см до 4–5 м (у некоторых тропических видов). Главный стебель разветвляется, на боковых стеблях можно заметить маленькие, лишенные хлорофилла клиновидные листочки. Фотосинтез происходит в зеленых стеблях: главном и боковых.
Наиболее распространенными видами в Сибири являются внешне схожие хвощ полевой и хвощ луговой. Встречаются по берегам рек, на лугах, в залежах, зарослях кустарников, как сорняки в посевах. Хвощ луговой обычен также в лесных сообществах. В Красноярском крае встречаются от южных границ до Заполярья, а хвощ луговой — даже до побережья северных морей бассейна Ледовитого океана. Другой распространенный вид — хвощ лесной. В большей степени приурочен к естественным местообитаниям. Часто встречается в лесах, на лугах, по окраинам болот. В тканях хвощей много двуокиси кремния, поэтому они очень жесткие и несъедобны для многих животных.
Некоторые виды хвощей используют в медицине в качестве мочегонного средства. Хвощи – прекрасные показатели (биоиндикаторы) почв с повышенной кислотностью. К началу XX века хвощи использовали для окраски мехов в серо–желтый цвет. В некоторых местностях молодые спороносные побеги и богатые крахмалом расширенные корневища – «клубни» – хвоща полевого употребляют в пищу. Для животных все части хвощей ядовиты, так как содержат вещества, разрушающие некоторые витамины в их организме.
vseobiology.ru
