Разнообразие растений. покрытосеменные

Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ:

Многообразие растений. Основные отделы растений. Классы покрытосеменных, роль растений в природе и жизни человека.

Многообразие растений. Основные отделы растений.

Жизненные циклы растений

Одной из особенностей растений является чередование поколений в жизненном цикле. Половое поколение (гаплоидный гаметофит) сменяет бесполое (диплоидный спорофит). Вкратце это происходит так: гаметофит производит гаплоидные мужские и женские гаметы, происходит оплодотворение, образуется диплоидная зигота, из которой развивается спорофит. В результате мейоза у спорофита образуются гаплоидные споры, из которых опять вырастает гаплоидный гаметофит. В ходе эволюции наблюдается постепенная редукция гаметофита.

На рисунке 12.2 представлена смена поколений у папоротников. Однако, в отличие от мхов, у папоротников взрослое растений (1) - спорофит. На нижней стороне листа (2) формируются гаплоидные споры (3), из которых при благоприятных условиях развивается небольшая (всего несколько миллиметров) пластинка - заросток (4). Это и есть гаметофит папоротника. На его нижней стороне образуются антеридии и архегонии, и при наличии воды происходит оплодотворение, образуется зигота, и начинает развиваться молодой спорофит (5), который развивается во взрослое растение.

У семенных растений наблюдается дифференциация гаметофитов на мужские и женские и ещё большая их редукция.

На рисунке 12.3 показан цикл развития сосны. Рано весной на побегах сосны образуются мужские (4) и женские (1) шишечки. В мужских созревает пыльца (мужские гаметофиты, не образующие антеридиев). В женских формируются семязачатки, в которых развиваются женские гаметофиты - эндосперм с двумя архегониями. В результате опыления пыльцевое зерно попадает на семязачаток и образует трубку, по которой спермии перемещаются к яйцеклетке. Происходит оплодотворение, образуется зигота, из которой затем развивается зародыш.

У цветковых растений гаплоидная стадия редуцирована ещё сильнее. Мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном (как и у голосеменных), а женский - зародышевым мешком (всего семь клеток).

Таким образом, можно сделать вывод, что в ходе эволюции растений происходит постепенная редукция гаплоидной стадии (гаметофита).

Классы Цветковых растений

Однако следует помнить и про исключения из общего правила. Например, вороний глаз имеет сетчатое жилкование, но одну семядолю, и поэтому его относят к однодольным растениям. Подорожник имеет мочковатую корневую систему и дуговое жилкование, но относится к двудольным, т.к. имеет две семядоли.

Семейства Цветковых растений

Главным признаком при разделении цветковых растений на семейства является строение цветка и плода.

Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.

Общая информация

Цветковые растения или Покрытосеменные - отдел высших растений, отличительной особенностью которых является наличие цветка в качестве органа полового размножения и замкнутого вместилища у семяпочки.

Цветковые растения произошли от труппы вымерших водорослей, которая дала качало и семенным папоротникам. Таким образом, голосеменные и покрытосеменные растения - параллельные ветви эволюции, имеющие общего предка, но затем эволюционировавшие независимо друг от друга. Остатки первых цветковых растений обнаруживаются в раннемеловых отложениях.

Начиная с конца мелового периода мезозойской эры, на Земле начинают господствовать покрытосеменные растения, которые приобрели целый ряд преимуществ по сравнению с другими высшими растениями, в том числе голосеменными. На этот же период приходится наибольшее распространение насекомых, птиц и млекопитающих, которые связаны между собой цепями питания, приспособлениями к размножению и обитанием в одинаковых условиях среды. Жизненные формы покрытосеменных представлены деревьями, кустарниками или травами, что обусловливает их наибольшую экологическую пластичность и распространение на суше во всех природных зонах и в водных бассейнах. Их основные вегетативные органы - корень, стебель и лист, имеющие многочисленные видоизменения, самые специализированные по строению и функциям.

Покрытосеменные растения, как и голосеменные, размножаются с помощью семян, но семена их защищены околоплодником, что способствует их лучшему сохранению и распространению. А появление цветка - органа семенного размножения, который (в целом) дает новое поколение (репродукцию), ставит этот отдел растений в положение самых высокоорганизованных представителей растительного царства.

Отличительные признаки покрытосеменных

1. Наличие цветка.
2. Наличие завязи и плода, сохраняющих семязачатки и семена.
3. Опыление ветром, насекомыми, водой, птицами.
4. Женский заросток - восьмиядерный зародышевый мешок без архегониев.
5. Мужской заросток-пыльцевое зерно (пыльца), состоящее из двух клеток - вегетативной и генеративной.
6. Двойное оплодотворение: один спермий оплодотворяет яйцеклетку, другой - вторичное (центральное) ядро зародышевого мешка.
7. Двойное оплодотворение завершается следующими преобразованиями: из завязи образуется плод, из семязачатка (семяпочки) - семя, из зиготы - зародыш семени (диплоидный), из оплодотворенного вторичного ядра - вторичный эндосперм.
8. Эндосперм представлен тканью с триплоидным набором хромосом. Формируется одновременно с зародышем семени, в нем откладываются запасные питательные вещества (белки, углеводы, жиры).
9. При прорастании как только внутрь семени поступает вода, начинается его набухание, запасные вещества переходят в растворимые формы, доступные для всасывания зародышем. Часть запасных веществ эндосперма расщепляется дыхательными ферментами. что освобождает энергию (в виде АТФ), необходимую для роста зародыша.
10. Триплоидность ядер клеток эндосперма, несущих наследственную информацию материнского и отцовского организмов, повышает приспособленность молодого растения к различным условиям среды.

Из зародыша семени вырастает спорофит (бесполое диплоидное поколение), который может быть представлен различной жизненной формой - травой (однолетней или многолетней), кустарником, деревом, лианой. Любая жизненная форма растения имеет основные органы - корень, стебель, листья и их видоизменения, а также цветки, семена, плоды.

Покрытосеменные представлены двумя классами - однодольные и двудольные.

Сравнение классов однодольные и двудольные

Теперь рассмотрим каждый класс отдетьно.

Класс однодольные

Название класса обусловлено тем, что в зародыше семени находится одна семядоля. Однодольные существенно отличаются от двудольных по следующим признакам:

1. мочковатая корневая система, корень имеет первичное строение (в нем отсутствует камбий)
2. листья в большинстве простые, цельнокрайние с дуговым или параллельным жилкованием
3. проводящие пучки в стебле замкнутые, разбросаны но всей толще стебля

Семейство злаки

Травянистые растения (исключение - бамбук). Стебли простые, иногда ветвистые, цилиндрические или сплюснутые, разделенные узлами. У большинства растений полые в междоузлиях, заполнены тканью только в узлах. Такой стебель называют соломиной. Листья линейные или ланцетные, с влагалищем в основании. В месте перехода влагалища в пластинку находится вырост-язычок, форма которого является признаком при определении злаков. Цветки желтовато-зеленые, мелкие, собраны в соцветия колоски, которые образуют колос, кисть, метелку. У основания каждого колоска прикреплены две колосковые чешуи, прикрывающие колосок. В колоске 2-5 цветков. Околоцветник состоит из двух цветочных чешуи, двух пленок, В двуполом цветке содержатся три тычинки и пестик с двумя перистыми рыльцами. В отдельных случаях встречается 1--6 колосковых и цветочных чешуи, 2-6, редко 40 тычинок. Плод - зерновка (орешек или ягода).

Хозяйственное значение

1. Пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, рис, сорго, могар, сахарный тростник - хлебные, технические культуры (получают сахар, спирт, пиво).
2. Овсяница, мятлик, тимофеевка - кормовые травы.
3. Тростник, бамбук. Стебли используют в строительстве, для получения бумаги, как топливо. Злаки широко используют для закрепления песков, склонов, в декоративном цветоводстве.
4. Пырей ползучий, овсюг, щетинник, ежовник - сорняки.

Семейство лилейные

Одно-, двух- и многолетние травы, полукустарники, кустарники в деревья. Для многолетних трав характерно наличие луковиц или корневищ. Цветки двуполые, реже однополые. Околоцветник в основном венчиковидный, иногда чашечковидный, из свободных иди неполностью сросшихся листиков. Количество тычинок соответствует количеству листиков околоцветника. Пестик один. Плод - трехгнездная коробочка или ягода.

Хозяйственное значение

1. Лук, чеснок, спаржа - овощные культуры.
2. Ландыш, алоэ, чемерица - сырье для лекарств.
3. Лилия, ландыш, тюльпан, гиацинт - декоративные культуры.

Класс двудольные

Систематический признак двудольных - наличие двух семядолей в зародыше. Отличительные особенности двудольных следующие:

1. корневая система стержневая, с развитыми боковыми корнями;
2. корень и стебель имеют вторичное строение, есть камбий;
3. сосудисто-волокнистые пучки стебля открытого типа, расположены концентрически;
4. листья как простые, так и сложные;
5. цветки пяти- и четырехчленного типа;
6. эндосперм в созревших семенах хорошо выражен у ряда видов: пасленовых, зонтичных и др. Но у бобовых, сложноцветных и. других (например, горох, фасоль, подсолнечник, развит слабо или совсем отсутствует и запасные питательные вещества находятся непосредственно в семядолях зародыша.

Семейство розоцветные

Распространены в странах с субтропическим и умеренным климатом. Очень разнообразны по строению цветка, соцветий, плодов и листьев. Характерная особенность -своеобразное строение гинецея и цветоложа. Последнее имеет тенденцию к разрастанию. У некоторых видов растений части цветка, которые окружают пестик, срастаются основаниями и образуют со сросшимся, цветоложем мясистую чашу- гипантий. Цветки с двойным пятичленным околоцветником, тычинок много, расположены они по кругу (их количество кратно 5), пестик один или несколько. Завязь верхняя, нижняя или средняя. Плоды - костянки, орешки, часто ложные или сборные. Насекомоопыляемые растения.

Хозяйственное значение

1. Шиповник. Плоды содержат много витамина С, 1--8% сахара, до 2% крахмала, 1-5% азотиетых веществ. Корни богаты дубильными веществами. Используются в пищевой (лекарственные препараты) и парфюмерной промышленности.
2. Розы (пояиантовые, чайные), малина, земляника, яблоня, груша, рябина, слива, вишня, абрикос, персик, миндаль - декоративные культуры, используются в пищевой, парфюмерной, фармакологической промышленности.

Семейство бобовые

Стебли прямостоячие, вьющиеся, стелющиеся. Листья сложные с прилистниками. Строение цветка типичное: чашечка из 5 чашелистиков (3+2), венчик из 5 лепестков (задний - парус, два боковых - ввела, два нижних, срастающихся в верхней части - лодочка). Тычинок 10 (из них 9 срастаются и образуют несомкнутую трубочку). Пестик один. Завязь верхняя, одногнездная. Плод - боб. Опыляются насекомыми.

Хозяйственное значение представителей семейства (астрагал, верблюжья колючка - полукустарник, вика, горох, клевер, люцерна, фасоль, соя, люпин): пищевые, кормовые, медоносные, декоративныё растения. Благодаря клубеньковым бактериям сидераты. Пищевые и кормовые качества снижаются из-за концентрации гликозидов (глициризин, кумарин) и алкалоидов (цитизин, спартеин). Играют заметную роль в формировании растительного покрова.

Семейство пасленовые

Травы, реже полукустарники, кустарники. Листья очередные, без прилистников. Простые, с цельной или рассеченной пластинкой. Цветки правильные или неправильные. Венчик сростнолепестный, трубчатый. К трубочке венчика прикреплено 5 тычинок. Пестик один с верхней двухгнездной завязью, которая содержит многочисленные семенные зачатки. Цветки двуполые. Насекомоопыляемые растения. Плод - ягода или коробочка (редко костянкрвидный). Большинство пасленовых содержит ядовитые алкалоиды, которые в малых дозах используются для получения лекарств.

Хозяйственное значение

1. Паслен (паслен черный). Из листьев получают лимонную кислоту, наркотики, из семян табака - табачное масло.
2. Картофель, баклажаны, томаты, перец. Используются в пищевой промышленности.
3. Белладонна (красавка), скополия, дурман, белена черная - лекарственные растения.

Семейство крестоцветные

Одно- двух-, многолетние травы, полукустарники с очередными листьями, иногда собранными в прикорневую розетку. Цветки двуполые, собраны в кистевидные соцветия. Околоцветник двойной, четырехчленный. Чашелистики и лепестки расположены накрест. Тычинок 6, из них 4 длиннее, 2 короче. Пестик один. Плод - стручок или стручочек, В семенах содержится 15-49,5% масла.

Хозяйственное значение

1. Дикая редька, сурепица пастушья сумка, горчица полевая, желтушник - сорняки.
2. Капуста, редька, репа, брюква -огородные культуры.
3. Горчица, pane- масличные культуры.
4. Левкой, ночная красавица, маттиола-декоративные растения.

Семейство сложноцветные

Однолетние и многолетние травянистые растения, полукустарники, кустарники, небольшие деревья. Листья очередные или супротивные, без прилистников. Типичный признак - соцветие корзинка. На плоском или выпуклом дне корзинки расположены отдельные цветки. Корзинка имеет общую обертку, состоящую из видоизмененных верхушечных листьев. Типичные цветки двуполые, с нижней завязью, к которой прикреплена видоизмененная чашечка, венчик язычковый, трубчатый, воронковидный; окраска белая, синяя, желтая, голубая и др. Встречаются цветки однополые (мужские или женские), крайние цветки часто бесплодные. Тычинок 5, они срастаются пылинками в трубочку, через которую проходит столбик, несущий рыльце. Плод - обычная семянка с волосистым хохолком, или пленчатой коронкой.

Хозяйственное значение

1. Салат, цикорий, артишок - пищевые культуры.
2. Подсолнечник -- масличная культура.
3. Топинамбур -кормовая культура.
4. Одуванчик, полынь, череда, тысячелистник, poмашка - лекарственные растения.
5. Георгины, бархатцы, хризантемы - декоративные растения, 6. Осот молочай, василек, синий, горчак ползучий – сорняки.

Сравнительная характеристика семейств

Вопрос 1. Объясните, почему покрытосеменные растения получили такое название.

Покрытосеменные – отдел высших растений, отличительной особенностью которых является наличие полового органа размножения – цветка и замкнутого вместилища у семяпочки (а затем и у происшедшего из неё семени, откуда и появилось название покрытосеменные).

Вопрос 2. Используя учебник, дополнительную литературу, интернет-ресурсы, заполните таблицу «Многообразие покрытосеменных растений».

Вопрос 3. Охарактеризуйте среды жизни покрытосеменных растении.

Покрытосеменные могут обитать в различных средах: на воде, в безводных пустынях, в лесах и лугах.

Вопрос 4. Рассмотрите рисунок «Строение высших семенных растений». Сделайте на нём соответствующие подписи.

1. Шишка с семязачатком 1. Венчик, чашечка

2. Молодая женская шишка 2. Цветок

3. Молодая мужская шишка 3. Лист

4. Зрелая шишка 4. Стебель

5. Семена 5. Корень

Вопрос 5. Запишите названия видов растений:

1) произрастающих в вашей местности и нуждающихся в охране:

Нуждается в охране ландыш майский, живучка женевская, венерин башмачок.

2) произрастающих в вашей местности, занесённых в Красную книгу России:

К таким растениям относят горечавку крестоцветную, ирис сибирский, живокость клиновидную, борец северный, земляника мускусная.

3) которые удалось спасти от исчезновения:

Спасти от исчезновения удалось подснежник узколистый, лилию мозолистую.

Вопрос 6. Изучив текст параграфа и рисунок 43, заполните схему «Жизненные формы растений».

Вопрос 7. Выясните, какие покрытосеменные растения растут в районе вашей школы. Охарактеризуйте несколько из них, заполнив таблицу.