§ 55. Характеристика основных экологических групп растений
1. Что такое ткань? 2. Какое значение имеют покровные и механические ткани? 3. Каково строение клеток этих тканей? 4. Что такое межклетники? Какую роль они играют?
Когда вы изучали строение отдельных органов и тканей, то в основном знакомились с теневыносливыми растениями, живущими в местах с достаточным увлажнением. Это наиболее типичная экологическая группа растений. Понимая общие закономерности строения и жизнедеятельности растений, зная характеристику этой экологической группы, вы сможете легче разобраться в особенностях организации других групп.
Светолюбивые растения
Свет оказывает большое влияние на форму растений. Растущие на открытом месте светолюбивые деревья, как правило, невысокие, разветвленные, с широкой кроной (сосна, береза, лиственница, белая акация). В лесу эти же деревья выглядят совершенно иначе, например сосна здесь имеет высокий, стройный ствол с кроной, расположенной на самой вершине . А у сосны, выросшей на опушке, крона однобокая, годичные кольца древесины шире на освещенной стороне. Под влиянием затенения светолюбивые растения теряют боковые ветви.
Благодаря интенсивному освещению некоторые светолюбивые травянистые растения образуют низкорослые, часто розе- точные формы с укороченным стеблем (подорожник, одуванчик, горные растения), другие растения могут иметь достаточно высокий стебель (луговые травы, иван-чай).
Светолюбивые растения имеют характерное строение листьев (см. ). Они обычно небольшие, плотные, с блестящей толстой кожицей и многочисленными устьицами. У многих растений листья покрыты восковым налетом или волосками, что предохраняет их от прямого воздействия солнечных лучей. У некоторых растений листья на стебле расположены вертикально (степные злаки) или повернуты ребром к падающим лучам солнца (эвкалипт). Это также избавляет лист от чрезмерного нагревания.
В клетках мякоти листа хлоропластов, как правило, немного, поэтому они имеют светло-зеленую окраску.
У светолюбивых растений хорошо развиты механические ткани и корневая система.
Тенелюбивые растения
Растут под пологом леса, в глубоких расщелинах и других местах, куда не проникают прямые лучи солнца (лишайник, вороний глаз, ветреница). В таких местах обычно повышенная влажность. Эти условия оказывают влияние на строение тенелюбивых растений.
Механические и проводящие ткани развиты слабо, поэтому побеги обычно хрупкие и нежные. Листовые пластинки у этих растений довольно крупные, тонкие (см. ). Кожица листа тонкая, ее клетки часто содержат хлоропласты. Устьица могут быть расположены на верхней и на нижней сторонах листа.
Хлоропласты в клетках листьев крупные, хлорофилла в них больше, чем у светолюбивых растений. Это обеспечивает возможность фотосинтеза при слабом, рассеянном освещении.
Растения водных и избыточно увлажненных мест обитания
Большинство живущих в воде растений имеет очень большую поверхность тела по отношению к его общей массе. Они поглощают воду и растворенные в ней вещества всей поверхностью тела, в связи с чем корневая система у них развита слабо, а иногда и совсем отсутствует (элодея, перистолистник). На погруженных в воду частях растений покровные ткани развиты слабо. Устьиц на подводных листьях нет.
У извлеченных из воды растений стебли и листья обвисают. Это связано с тем, что их механические ткани развиты очень слабо и растения могут сохранять вертикальное положение только в воде, которая их поддерживает.
Иное строение у листьев водных растений, плавающих на поверхности . На их верхней стороне, как и у сухопутных растений, образуются многочисленные устьица (на 1 мм 2 верхней стороны листа кувшинки их 460-500), обеспечивающие газообмен с воздушной средой и интенсивное испарение. Поверхность листа покрыта плотной глянцевой кожицей, она плохо смачивается, поэтому вода скатывается и не заливает устьица.
У всех водных растений сильно развита система межклетников, заполненных воздухом, а у некоторых образуется воздухоносная ткань.
Сухопутные растения, живущие в сильно увлажненной среде, совсем не выносят даже кратковременного иссушения. Это объясняется тем, что они плохо регулируют испарение, не могут сохранять в тканях необходимое количество воды и при засухе вянут и погибают. Среди этих растений можно выделить две группы. К первой относят растения, живущие в сильно увлажненных тенистых местах (в лесу это некоторые виды папоротников, кислица). Для растений этой группы характерны признаки тенелюбивых растений. У них обычно плохо развита корневая система, многочисленные устьица расположены на верхней и на нижней сторонах листа. У некоторых, кроме устьиц, есть особые образования - гидатоды (от греческих слов «гидор» - вода и «одос» - путь), через которые излишки воды удаляются из растений. Поэтому у многих растений, живущих при повышенной влажности почвы и воздуха, на листьях часто появляются капли воды. Это явление получило название «плач растений».
Ко второй группе относят растения, живущие в хорошо освещенных сырых местах, на переувлажненных почвах, во влажном воздухе, например калужница болотная, пушица, подмаренник болотный, рогоз, рис и др. .
Эти растения плохо переносят засуху, ветры. Корневая система у них обычно развита слабо, расположена поверхностно. Из-за недостатка воздуха во влажной почве в корнях и стеблях часто образуется система межклетников, развивается воздухоносная ткань. Некоторые особенности строения этих растений позволяют им быть более устойчивыми к действию прямых солнечных лучей. Кожица их листьев достаточно плотная, устьица расположены главным образом на нижней стороне. Механические ткани хорошо развиты.
Растения сухих мест обитания
Живут при значительном недостатке влаги, чаще всего в степях, полупустынях и пустынях. Растения этой экологической группы обычно обладают хорошо развитой корневой системой, многие из них запасают воду в тканях корня, стебля или листьев . Их листья имеют толстую, плотную кожицу, опушение или превращены в колючки (кактусы), устьиц немного, и расположены они, как у олеандра, - в углублениях . На листьях и других органах есть водонепроницаемый восковой налет (сахарный тростник), листья в период засухи могут быть свернуты в трубку (ковыль) (см. ).
Таким образом, среди растений можно выделить несколько основных экологических групп: светолюбивые, теневыносливые, тенелюбивые, растения водных и избыточно увлажненных мест обитания, растения мест достаточного увлажнения и растения сухих мест обитания. У растений каждой группы выработались приспособления, позволяющие им нормально расти и развиваться в определенных условиях обитания.
Особенности строения растений разных экологических групп1. Изучите особенности строения комнатных растений (колеус, алоэ, бальзамин, бегония, кактус, циперус и др.). Отметьте размеры и окраску листьев; особенности кожицы (тонкая, нежная, толстая, плотная, глянцевая, покрыта восковым налетом); опушены ли листья; где и как расположены устьица, особенности других органов.
2. Определите, к каким экологическим группам можно отнести эти растения. Укажите признаки, на основании которых вы сделали вывод.
3. Сделайте такое же описание нескольких растений из школьного гербария. Определите, к каким экологическим группам относятся изученные растения.
ВОЗДУХОНОСНАЯ ТКАНЬ. ГИДАТОДЫ
Ответьте на вопросы
1. Какие экологические группы растений можно выделить в зависимости от их отношения к освещенности? 2. Какие экологические группы можно выделить в зависимости от отношения растений к влаге? 3. Чем можно объяснить сходство в строении тенелюбивых и живущих при повышенной влажности почвы и воздуха растений? 4. Какие черты сходства наблюдаются у растений засушливых мест обитания и светолюбивых растений?
Задания для самостоятельной работы
Изучите растения елового и соснового леса. Отметьте особенности их строения в каждом типе леса. Объясните, какие условия влияют на формирование видового состава растений в этих лесах.
Проведите наблюдения за весенними явлениями в жизни растений.
Весна - пора пробуждения растений . В природе она вступает в свои права с началом сокодвижения у растений. Это первый признак весны. Раньше, чем у других деревьев, начинается весеннее сокодвижение у клена остролистного, чуть позднее - у березы.
Отметьте, когда началось сокодвижение у этих растений в вашей местности.
Цветение ветроопыляемых деревьев и кустарников - второй признак весны. В средней полосе европейской части страны первой зацветает ольха серая . Цветки ее невзрачны, но распустившиеся сережки из тычиночных цветков хорошо заметны. Почти одновременно с ольхой зацветают орешник, мать-и-мачеха. Запишите в тетрадь, когда зацвели эти растения. Какова продолжительность цветения этих растений в вашей местности? Ранней весной цветут многолетние травянистые растения лиственного леса. Они часто зацветают до того, как сойдет снег, поэтому их называют подснежниками. Все они светолюбивы и цветут под пологом леса, когда на деревьях и кустарниках еще нет листвы.
Выясните, какие первоцветы растут в вашей местности.
Наблюдая за жизнью растений в природе, составьте календарь весны для своей местности. Запишите в календаре сроки цветения ольхи, мать-и-мачехи, орешника и раннецветущих многолетних растений - подснежников. Затем запишите сроки распускания листьев у березы и липы, зацветания одуванчиков, вишни, сирени, ландыша.
Если вы живете в сельской местности, установите, какие виды сельскохозяйственных работ проводят во время того или иного весеннего явления, замеченного вами (например, посев огурцов - во время цветения акации). Записывайте в дневник наблюдения в виде таблицы:
Разнообразие растений . Царство Растения объединяет более 350 тыс. видов и представлено самыми разнообразными формами - от одноклеточных микроскопических водорослей до огромных деревьев, возвышающихся над землей более чем на 100 м (рис. 21).
Рис. 21. Размеры растений
Растения занимают всевозможные места обитания. Их можно встретить в открытом океане, сухих пустынях, горах и на побережье Антарктиды. Различна продолжительность жизни растений. Существуют дубы, которым более 1000 лет, но есть растения, живущие всего несколько месяцев, недель и даже дней.
Все растения в зависимости от строения традиционно подразделяют на низшие и высшие .
Тело наиболее примитивных низших растений может состоять из одной клетки. Тело многоклеточных низших растений называют слоевищем или талломом (от греч. таллос - молодая ветка, росток). У этих растений нет ни корней, ни стеблей, ни листьев. Низшие растения не имеют сложного тканевого строения.
Ткани появляются у высших растений. Ткань - это группа клеток, имеющих сходное строение и выполняющих общие функции.
У высших растений тело расчленено на органы - листостебель-ные побеги и корни (за исключением мхов), которые состоят из различных тканей.
Орган (греч. органон - орудие, инструмент) - это часть организма, имеющая определенное строение, занимающая определенное положение и выполняющая определенные функции.
Характерные признаки растений . Растения имеют преимущественно зеленую окраску, но могут быть окрашены в красный, бурый, желтый и другие цвета. Окраска растений определяется наличием в их клетках особых красителей - пигментов (от лат. пигментум - краска). У растений наиболее распространен зеленый пигмент - хлорофилл. Он играет чрезвычайно важную роль: улавливает солнечные лучи и обеспечивает усвоение их энергии. Это необходимое условие осуществления фотосинтеза (от греч. фо-тос - свет и синтезис - соединение) - процесса образования органических соединений из неорганических за счет энергии света.
Итак, главной характерной особенностью представителей царства Растения является их способность к фотосинтезу.
Ответьте на вопросы
- Какие признаки присущи представителям царства Растения?
- Что такое ткани и органы?
- Чем отличаются представители низших и высших растений?
Новые понятия
Растения низшие и высшие. Слоевище. Ткань. Орган. Фотосинтез.
Подумайте!
Почему растения важны для существования жизни на нашей планете?
Моя лаборатория
К царству Растения относят все фотосинтезирующие ядерные организмы. Низшими растениями являются водоросли. Само название этих растений указывает на их обитание в воде. Следует отметить, что это название не совсем точное, так как и среди высших растений многие обитают в воде. К водорослям относятся очень разные организмы, но их объединяет относительно простое строение и то, что их тело не расчленено на органы.
Водоросли - древнейшие растения на нашей планете. Как считают ученые, от них произошли высшие растения. Их появление связано с выходом растений на сушу. Одними из первых наземных растений были росшие по берегам водоемов риниофиты (рис. 22). Их строение еще напоминало строение многоклеточных водорослей: отсутствовали настоящие стебли, листья, корни, в высоту они достигали около 25 см. Но риниофиты уже имели примитивную проводящую систему и покровную ткань, предохранявшую их от высыхания.
Рис. 22. Выход риниофитов на сушу
В воде условия жизни относительно стабильные. Питательные вещества, растворенные в воде, могут поглощаться всей поверхностью тела. Условия жизни на суше более суровые. Приспособление к этим условиям привело к значительному усложнению строения наземных растений. У них появились специализированные ткани и органы. Наличие большого числа тканей и расчленение тела на органы - отличительная черта высших растений.
От риниофитоподобных растений произошли древние мхи, плауны, хвощи и папоротники. Древние папоротники дали начало голосеменным, а от них произошли покрытосеменные растения (рис. 23).
Рис. 23. Схема происхождения высших растений
В процессе длительного развития одни растения на Земле бесследно исчезли, другие неузнаваемо изменились. Поэтому полностью восстановить историю развития растительного мира очень трудно. Но ученые доказали, что все современные виды растений произошли от более древних форм. Современный растительный мир нашей планеты удивительно многообразен.
Ботаника__Вопросы и ответы уровня «С»
В листьях растений интенсивно протекает процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.
1) фотосинтез происходит в незрелых плодах (пока они зеленые), так как в них имеются хлоропласты;
2) по мере созревания хлоропласты превращаются в хромопласты, в которых фотосинтез не происходит.
Какие признаки характерны для хвойных растений?
1) размножение семенами, которые лежат открыто на чешуйках шишек
2) для оплодотворения не нужна водная среда
3) листья чешуевидные или игольчатые, покрытые восковым налетом
В чем заключаются основные отличия мхов от папоротников?
Мхи не имеют ни корней, ни корневищ. У мхов гаплоидная фаза развития (гаметофит) преобладает над диплоидной (спорофитом). Спорангии мхов - это коробочки со спорами, а у папоротников - сорусы, расположенные на нижней стороне листьев. У низкоорганизованных мхов еще нет расчленения на органы. Более организованные мохообразные имеют ризоиды, стебли и листья. У папоротников есть корневища, стебель, листья, полностью сформированные проводящие ткани
Известно, что на сфагновых болотах, несмотря на большое количество влаги, вода оказывается недоступной для многих растений. С чем это связано?
1) корни, как и другие органы растения, осуществляют процесс дыхания и нуждаются в кислороде, на сфагновых болотах из-за плохой аэрации его недостаточно;
2) росту корней мешает также закисление воды и почвы болот;
3) а в воде и почве сфагновых болот скапливаются токсические вещества, мешающие развитию растений.
В чём особенность питания одноклеточных водорослей?
Особенность в том, что они способны поглощать растворенные органические вещества через поры оболочки.
Какие характерные признаки растений вы знаете?
Характерные признаки растений:
1. Клетки растений покрыты толстой плотной целлюлозной клеточной стенкой (оболочкой), которая придает им форму.
3. Растениям характерен процесс фотосинтеза - образования органических веществ из неорганических с использованием солнечной энергии. Поэтому по способу питания большинство растений относится к автотрофам.
4. Клетки растения содержат вакуоли с клеточным соком, они регулируют осмотическое поступление воды в клетку, а также в них скапливаются запасные питательные вещества и продукты обмена веществ клетки.
В чём заключается значение фотосинтеза для жизни на Земле?
Значение процесса фотосинтеза для жизни на Земле заключается в следующем: фотосинтез обеспечивает все живые организмы необходимыми им органическими веществами. В ходе фотосинтеза световая энергия превращается в доступную для живых организмов химическую энергию. В световой фазе фотосинтеза выделяется побочный продукт - молекулярный кислород, необходимый для дыхания большинству организмов.
Почему многие семена не прорастают при избытке воды в почве?
При избытке воды в почве возникает недостаток кислорода, который необходим для дыхания растения. Прорастающие семена большинства растений значительную часть кислорода получают из свободных пространств почвы, а не из воды.
Почему покрытосеменные заняли господствующее положение на Земле?
Жизненные формы покрытосеменных представлены деревьями, кустарниками, травами, что обусловливает их наибольшую экологическую пластичность.
Вегетативные органы (корни, листья, побеги) имеют многочисленные видоизменения и
являются самыми специализированными по строению и функциям.
Семена покрытосеменных защищены околоплодником, что способствует их лучшему сохранению и распространению.
Для оплодотворения не требуется вода, а способы опыления очень разнообразны (насекомыми, ветром, самоопыление и т.д.).
Они распространяются с помощью ветра, воды, животных или человека.
Какую роль играют устьица в жизни растений?
Устьице - высокоспециализированное образование эпидермиса растений, состоящее из двух замыкающих клеток и межклетника (устьичной щели) между ними. Через устьице осуществляется транспирация и газообмен. Транспирация - испарение воды растением. Транспирация регулирует водный и температурный режим растения.
Как можно объяснить, что многоклеточные растения состоят из нескольких видов тканей?
С появлением многоклеточное появились разные функции у органов растения, а эти функции могли выполняться только специальными образованиями - тканями. К органам, далеко располагающимся друг от друга, необходимо проводить вещества, это делают проводящие ткани. Излишки веществ накапливаются в клетках основной ткани и т.д.
Известно, что перед пересаживанием в грунт молодых растений проводят их пикировку (отщипывают кончик главного корня). Зачем это делают?
Элементы ответа:
1) при пикировке растений активизируется рост придаточных и боковых корней;
2) из-за увеличения общего количества придаточных и боковых корней улучшается минеральное питание растения, что и стимулирует его рост.
На приведенной схеме подпишите основные части цветка.
Элементы ответа:
1 - пестик, 2 - тычинка, 3 - лепесток, 4 - чашелистик, 5 - цветоложе.
Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения ошибок.
1. Цветок - орган размножения покрытосеменных растений.
2. Цветок представляет собой видоизмененный лист.
3. Функции цветка - это половое и бесполое размножение
4. Цветок соединен со стеблем цветоножкой.
5. В цветке имеются пестики и тычинки.
Элементы ответа:
цветок - это видоизмененный побег;
цветок - это орган полового размножения, к бесполому размножению он отношения не имеет;
не все цветки содержат пестики и тычинки, имеются раздельнополые (пестичные и тычиночные цветки), кроме того пестик в цветке может быть один.
При введении картофеля в культуру в России возникли картофельные бунты. Почему крестьяне не хотели выращивать это растение?
Элементы ответа:
1)крестьяне не знали, что в пищу необходимо употреблять клубни, и ели зеленые ягоды;
2)ягоды картофеля ядовиты и вызывают тяжелые отравления.
Каковы основные особенности строения клеток растений?
Элементы ответа:
1) наличие жесткой целлюлозной клеточной стенки;
2) наличие вакуолей с клеточным соком;
3) наличие пластид.
Каковы основные отличительные особенности высших растений по сравнению с низшими?
Элементы ответа:
1) приспособленность к размножению в наземной среде;
2) наличие хорошо дифференцированных тканей и органов;
3) органы размножения многоклеточные.
На рисунке изображен поперечный разрез корня в зоне всасывания: Подпишите части, обозначенные цифрами.
Элементы ответа:
1
- осевой цилиндр, 2 - сосуды ксилемы, 3
- флоэма, 4 - корневой волосок, 5 -
эндодерма
Найдите ошибки в тексте, укажите номера предложений, в которых они допущены. Объясните их.
1.Выделяют два отдела покрытосеменных растений: однодольные и двудольные.
2.Двудольные растения произошли от однодольных и у них много общих черт.
3.Зародыш двудольных состоит из двух семядолей.
4.Листовые пластинки двудольных обычно с параллельным и дуговым жилкованием.
5.Однодольные растения обычно имеют мочковатые корни, трехчленный тип строения цветка.
6.В основном это травянистые растения.
Ошибки допущены в предложениях 1,4.
1 - прокариоты; 4 - хемосинтезирующие бактерии.
1. Ученые считают, что первыми появившимися на Земле организмами были эукариоты.
2. Первые организмы были анаэробными гетеротрофами.
3. Затем эволюция шла в направлении развития автотрофных способов питания.
4. Первыми автотрофными организмами стали водоросли и мохообразные растения.
5. В результате фотосинтеза в атмосфере Земли появился свободный кислород.
Садоводы при пикировке рассады капусты прищипывают верхушку главного корня, а при размножении кустов смородины используют стеблевые черенки, на которых развиваются придаточные корни. Оба этих цветковых растения относятся к классу двудольных. Объясните, какой тип корневой системы будет у капусты, выросшей из этой рассады, а какой - у смородины, выросшей из стеблевого черенка.
Элементы ответа:
1)Тип корневой системы исходно у капусты и смородины (двудольных растений) стержневой.
2)При пикировке капусты, после прищипки главный корень перестает расти в длину (так как удаляются зоны деления и роста) и идет развитие боковых и придаточных корней. При укоренении стеблевых черенков смородины развиваются придаточные корни. Таким образом корневая система в обоих случаях станет сходна с мочковатой (преимущественное развитие боковых и придаточных корней).
Цветки многих покрытосеменных растений опыляются насекомыми. Объясните, в чем проявляется взаимная польза перекрестного опыления для насекомых и растений.
Элементы ответа:
1) Для растений: благодаря насекомым увеличивается вероятность опыления, увеличивается возможность приобретения потомством новых признаков (изменчивость и лучшая приспособленность).
2) Для насекомых: растения являются источником пищи (пыльца и нектар), убежищем.
Какая ткань цветковых растений связывает его органы в единое целое?
Проводящая ткань (ксилема и флоэма)
Почему грибы выделяют в особое царство органического мира?
Элементы ответа:
1) грибы нельзя отнести к растениям, так как в их клетках нет хлорофилла и хлоропластов 2) грибы нельзя отнести к животным, так как они всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, а не заглатывают в виде пищевых комочков
3) в отличие от животных грибы растут в течение всей жизни
4) их тело состоит из тонких ветвящихся нитей - гифов, образующих мицелий, или грибницу
5) клетки мицелия запасают углеводы в виде гликогена
Какие признаки характерны для покрытосеменных растений?
Элементы ответа:
1) наличие цветка
2) наличие плодов с семенами
3) двойное оплодотворение
4) большое разнообразие экологических форм и групп
С какой целью проводят побелку стволов и крупных ветвей плодовых деревьев?
Для защиты от солнечных ожогов и от вредителей.
Какие признаки характерны для царства растений?
1) Наличие в клетках хлоропластов, в которых происходит фотосинтез
2) Наличие в клетке оболочки из клетчатки и вакуолей с клеточным соком
3) Растут в течение всей жизни, большинство не перемещается с одного места на другое.
Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, объясните их.
Элементы ответа: ошибки допущены в предложениях:
1) 2 - среди грибов есть и одноклеточные, например, дрожжи;
2) 3 -среди грибов отсутствуют автотрофы (так как их клетки не имеют хлорофилла);
3) 4 - клеточные стенки грибов состоят из хитина, а не из целлюлозы.
Назовите не менее 3-х особенностей наземных растений, которые позволили им первыми освоить сушу. Ответ обоснуйте.
Элементы ответа:
1) возникновение покровной ткани - эпидермиса с устьицами, способствующей защите от испарения;
2) появление слабо развитой проводящей системы, обеспечивающей транспорт веществ;
3) развитие механической ткани, выполняющей опорную функцию;
4) образование ризоидов, с помощью которых они закреплялись в почве.
Какие процессы обеспечивают передвижение воды и минеральных веществ по растению? Ответ поясните .
Элементы ответа:
1) из корня в листья вода и растворенные в ней минеральные соли передвигаются по сосудам за счет транспирации, в результате которой возникает сосущая сила;
2) восходящему току растения способствует корневое давление, которое возникает в результате постоянного поступления воды в корень за счет разницы концентрации веществ в клетках и окружающей среде.
Почему вспашка почвы улучшает условия жизни культурных растений?
Элементы ответа:
1) способствует уничтожению сорняков и ослабляет конкуренцию с культурными растениями;
2) способствует снабжению растений водой и минеральными веществами;
3) увеличивает поступление кислорода к корням.
Каковы характерные признаки царства грибов?
Элементы ответа:
1) тело грибов состоит из нитей - гифов, образующих грибницу;
2) размножаются половым путем и бесполым (спорами, грибницей, почкованием);
3) растут в течение всей жизни;
4) оболочки клеток содержат хитиноподобное вещество, запасное питательное вещество –гликоген.
Объясните, по каким тканям и как осуществляется транспорт веществ у покрытосеменных растений.
Элементы ответа:
1) передвижение воды и минеральных веществ осуществляется по сосудам древесины;
2) передвижение органических веществ происходит по ситовидным трубкам луба;
3) вода и минеральные вещества от корней по стеблю к листьям передвигаются в результате корневого давления и сосущей силы, возникающей при испарении воды;
4) органические вещества перемещаются из фотосинтезирующих клеток за счет разницы концентрации и давления.
Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.
1.У растений, как и у всех организмов, происходит обмен веществ.
2.Они дышат, питаются, растут и размножаются.
3.При дыхании они поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
4.Они растут только в первый годы жизни.
5.Все растения по типу питания автотрофные организмы, они размножаются и распространяются с помощью семян.
Элементы ответа:
1)3- при дыхании растения поглощают кислород и выделяют углекислый газ;
2) 4 - растения растут в течение всей жизни;
3) 5 - не все растения образуют семена
В XVII веке голландский ученый Ван Гельмонт провел опыт. Он посадил небольшую иву в кадку с почвой, предварительно взвесив растение и почву, и только поливал ее в течение нескольких лет. Спустя 5 лет ученый снова взвесил растение. Его вес увеличился на 63,7 кг, вес почвы уменьшился всего на 0,06 кг. Объясните, за счет чего произошло увеличение массы растения, какие вещества из внешней среды обеспечили этот прирост.
Элементы ответа:
1) масса растения увеличилась за счет органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза;
2) в процессе фотосинтеза используются вода и углекислый газ, которые поступают из внешней среды.
Чем отличаются корнеплод и корневые клубни?
Корнеплод образуется из главного корня и нижнего участка стебля, корневые клубни - из боковых и придаточных корней.
В чём значение для растений средних широт листопада?
1)Листопад - это приспособление растений к уменьшению испарения воды осенью и зимой.
2)А так же уменьшается вероятность обламывания ветвей под тяжестью снега.
3)Кроме того, так из растения удаляются вредные накопившиеся за лето вещества.
Каковы отличительные особенности бурых водорослей?
Элементы ответа:
2) основным запасающим продуктом является ламинарии;
3) в жизненном цикле присутствуют подвижные стадии;
4) все бурые водоросли многоклеточные.
Какие существуют способы распространения плодов и семян?
Элементы ответа:
1) с помощью ветра;
2) с помощью воды;
3) с помощью животных и человека;
4) саморазбрасыванием.
Чем отличаются зародыши двудольных и однодольных растений?
Элементы ответа:
1) у двудольных зародыш обычно имеет две семядоли, у однодольных - одну;
2) у двудольных зародыш симметричный - почечка занимает верхушечное положение, а семядоли располагаются по бокам зародыша, у однодольных - зародыш асимметричный - семядоля занимает верхушечное положение, а почечка находится сбоку;
3) у двудольных семядоли обычно прорастают надземно, у однодольных - обычно подземно.
В чем состоит экологическое значение клубеньковых бактерий для растений?
Клубеньковые бактерии образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям.
Почему лишайники очень выносливы?
Выносливость лишайников объясняется возможностью как автотрофного, так и гетеротрофного питания, а также способностью впадать в состояние анабиоза, при котором организм сильно обезвоживается.
Как человек использует бактерии?
Элементы ответа:
1) в очистных сооружениях;
2) в быту и пищевой промышленности;
3) в микробиологическом синтезе;
4) для получения ряда лекарств.
Чем грибы отличаются от растений?
Элементы ответа:
1) гетеротрофный способ питания;
2) запасное питательное вещество гликоген;
3) наличие в клеточных стенках хитина.
Что называют двойным оплодотворением?
У цветковых растений, кроме слияния гаплоидных гамет - одного из спермиев с яйцеклеткой и образования диплоидной зиготы, из которой развивается зародыш семени, происходит слияние второго спермия с диплоидной вторичной клеткой и образование триплоидных клеток, из которых образуется эндосперм.
Назовите отличительные признаки царства грибов от царства растений.
Элементы ответа:
1) грибы - гетеротрофы, не способны к фотосинтезу
2) грибы отличаются клеточным строением: не имеют хлоропластов, клеточная стенка содержит хитин, запасное питательное вещество - гликоген;
3) тело грибов образовано гифами.
Почему псилофиты первыми освоили сушу
Элементы ответа:
1)появление покровной ткани - эпидермиса с устьицами - способствующей защите от испарения;
2)появление слабо развитой проводящей системы, обеспечивающей транспорт веществ;
3)появление механической ткани, выполняющей опорную функцию;
4)образование ризоидов, с помощью которых они закреплялись в почве.
Какой вред березе приносит гриб-трутовик?
В чем проявляется сходство и отличие плодов растений семейства Сложноцветные и семейства Злаковые?
Элементы ответа: общие признаки:
1) односеменные сухие невскрывающиеся плоды;
различия:
2) у злаковых плод зерновка, а у сложноцветных - семянка;
3) у зерновки семенная кожура срастается с околоплодником, а у семянки семя лежит свободно, плоды могут иметь хохолки, парашютики, прицепки.
Назовите приспособления растений к жизни в засушливых условиях.
Элементы ответа:
1)корневая система растений глубоко проникает в почву, достаёт до грунтовых вод или располагается в поверхностном слое почвы;
2)у некоторых растений вода во время засухи запасается в листьях, стеблях и других органах;
3)листья покрыты восковым налётом, опушены или видоизменены в колючки или иголки.
Найдите ошибки в этом ответе ученика и прокомментируйте их.
Растения семейства Бобовые имеют правильный пятичленный цветок, плод стручок и мочковатую корневую систему.
Элементы ответа:
1)цветок мотыльковых пятичленный, неправильный: непарный лепесток парус, парные лепестки весла и сросшиеся лепестки - лодочка;
2)корневая система стержневого типа;
3) плод - боб, а не стручок.
Какое значение в жизни растений имеет выставление пчеловодами ульев на поля гречихи?
Пчёлы питаются пыльцой и нектаром гречихи, осуществляют перекрёстное опыление, что повышает урожайность растений.
Докажите, что корневище ландыша - видоизмененный побег.
Элементы ответа:
1)корневище имеет узлы, в которых находятся рудиментарные листья и почки;
2) на верхушке корневища находится верхушечная почка, определяющая рост побега;
3)от корневища отходят придаточные корни;
4)внутреннее анатомическое строение корневища сходно со стеблем.
Каково значение различных цветков в соцветиях растений семейства Сложноцветные?
Элементы ответа: разные типы цветков в соцветии сложноцветных выполняют различные функции:
1) привлечение насекомых - ложноязычковые и воронковидные;
2) образование семян - трубчатые и язычковые цветки.
Объясните, почему при посеве мелких семян на большую глубину проростки не развиваются.
Мелкие семена содержат мало питательных веществ, недостаточно для того, чтобы проросток достиг поверхности почвы.
Какие особенности строения плода - костянки обеспечивают распространение семян многих представителей растений семейства Розоцветные?
Элементы ответа:
1) костянка - односеменной плод с яркоокрашенной сочной мякотью, чем привлекает животных;
2) костянки поедаются птицами или млекопитающими, при этом семена, покрытые одревесневшей частью околоплодника, не перевариваются в пищеварительном канале животного и с пометом удаляются наружу
Почему урожайность картофеля возрастает после окучивания?
Окучивание стимулирует образование придаточных корней, а значит, увеличивает массу корневой системы. В результате улучшается корневое питание и повышается урожайность картофеля.
В каких процессах жизнедеятельности растений участвует вода?
Вода участвует в корневом питании, передвижении веществ внутри растения, фотосинтезе и испарении, охлаждая поверхность листьев и оберегая их от ожогов.
Почему лишайники могут жить в бесплодных местах, где другие организмы не выживают?
Лишайник - это симбиотический организм. Его тело (слоевище) состоит из гриба и водоросли. Лишайники могут расти на камнях, на стенах, на песке. Им не нужна почва. Гифы гриба поглощают влагу дождей, росы и туманов всей своей поверхностью. Одноклеточные водоросли, содержащие хлорофилл, вырабатывают органические вещества в процессе фотосинтеза.
Почему выход растений из воды на сушу стал возможен с появлением тканей?
На суше условия жизни растений более жесткие, чем в воде. Чтобы к ним приспособиться, необходимы специализированные ткани. Так, механическая ткань поддерживает растение. Покровная ткань защищает от высыхания и солнечных ожогов. Всасывающая ткань обеспечивает поступление воды из почвы. Проводящая ткань распространяет воду и растворенные в ней вещества по всему растению. Таким образом, эти ткани компенсируют недостатки наземно-воздушной среды: низкую плотность, нехватку воды, высокую интенсивность освещения.
Для чего производят прищипку главного корня у некоторых культурных растений?
Чтобы стимулировать рост придаточных и боковых корней, развивающихся в верхнем, более плодородном, слое почвы.
Что представляют собой споры растений и грибов?
Размножение спорообразованием характерно для водорослей, мхов, папоротникообразных, грибов. Споры - специальные клетки, часто покрытые плотной оболочкой, защищающей их от неблагоприятных внешних воздействий. Обычно споры образуются в больших количествах и имеют ничтожный вес, что облегчает их распространение ветром и животными. Вследствие малых размеров спора содержит лишь минимальный запас питательных веществ. Из-за того, что многие споры не попадают в подходящее для прорастания место, их потери очень велики. В благоприятных условиях среды оболочка споры раскрывается, клетка многократно делится и дает начало новому организму.
Прочитайте текст «Оплодотворение у цветковых растений» и найдите в нем предложения, в которых содержатся биологические ошибки. Запишите сначала номера этих предложений, а затем их правильно сформулируйте.
1. Пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, прорастает. 2. Одна из клеток пыльцевого зерна образует длинную пыльцевую трубку, по которой передвигаются женские гаметы - яйцеклетки. 3.Удлиняясь, трубка проходит между клетками рыльца, столбика и достигает семязачатка. 4. В зародышевом мешке содержатся два зрелых спермия. 5. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй погибает. 6. Слияние женской и мужской гамет называют оплодотворением.
Элементы ответа:
1) 2 - Одна из клеток пыльцевого зерна образует длинную пыльцевую трубку, по которой передвигаются мужские гаметы– спермии
2) 4 - В зародышевом мешке содержится яйцеклетка и центральное ядро.
3) 5 - Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй спермий с центральным ядром.
К каким последствиям может привести внесение в почву избытка минеральных удобрений?
К загрязнению окружающей среды.
Почему почву в лесопосадках заселяют микоризными грибами?
Деревья вступают в симбиоз с грибами, отчего растения хорошо приживаются, легче переносят неблагоприятные условия, особенно засуху, т.к. корни растений получают дополнительное питание.
Какова функция хлорофилла в растительной клетке?
Поглощает энергию солнечного света и преобразует её в химические связи органических веществ.
С какой целью при пересадке рассады капусты прищипывают кончик корня?
При удалении зоны деления и зоны роста главного корня, активизируется деление и рост клеток на кончиках боковых корней. За счет разрастания боковых корней увеличивается площадь поверхности всасывания питательных веществ.
Ответ: Для увеличения числа боковых корней, что приводит к увеличению площади питания растений.
Почему при выращивании растений необходимо рыхлить почву?
В рыхлой почве содержится больше кислорода, необходимого для дыхания растений. Кроме того, при рыхлении нарушаются почвенные капилляры, по которым вода легко поднимается к поверхности и затем испаряется. Таким образом происходит удержание влаги в почве (именно поэтому рыхление часто называют сухим поливом).
Ответ: Чтобы улучшить дыхание корней и уменьшить испарение воды из почвы.
Все растительные организмы имеют общие черты, как отличающие их от представителей других царств органического мира, так и сближающие с ними. Отличительными признаками царства Растения можно считать следующие:
– относительная неподвижность организма и его и связь с субстратом;
– наличие пластид – хлоропластов, хромопластов и лейкопластов в клетках;
– разветвленность поглощающей поверхности тела;
– постоянный рост;
– проявление раздражимости;
– наличие целлюлозной клеточной оболочки;
– способность к фотосинтезу – автотрофное питание.
Сближает растительные организмы с представителями других царств живой природы клеточное строение, общие механизмы роста, развития, размножения, обмена веществ.
Растения способны к фотосинтезу благодаря наличию хлорофилла в их зеленых органах, стеблях у молодых и травянистых растений и листьях. Накапливая органические вещества в процессе фотосинтеза, растения создают основной запас биомассы на планете Земля, т.е. являются продуцентами. Кислород, выделяемый растениями в процессе фотосинтеза, служит источником аэробного дыхания и образует озоновый слой атмосферы.
Растения появились на Земле около 2 млрд лет назад. Первоначально развитие растительных организмов происходило в водной среде, что привело к появлению – водорослей. Затем растения стали осваивать сушу. Этому способствовало возникновение следующих ароморфозов:
– возникновение фотосинтеза;
– возникновение эукариотического строения клеток;
– возникновение мейоза и оплодотворения;
– возникновение многоклеточности и дифференциации клеток с образованием тканей и органов;
– возникновение чередования гаплоидного и диплоидного поколений;
– возникновение семени;
– возникновение цветка.
Эволюция растений шла в направлении от споровых к семенным, от низших к высшим. У низших растений нет настоящих тканей и органов. Они занимают водную среду обитания.
Тело высших растений расчленено на вегетативные и генеративные органы; они имеют проводящие ткани и занимают три среды обитания: водную, почвенную и воздушную.
4.4.2. Ткани высших растений
Ткани – это устойчивые комплексы клеток, сходные по своему строению, происхождению и функциям. У прокариот и примитивных водорослей тканей нет. Клеточная дифференциация начинается у бурых водорослей и достигает максимума у покрытосеменных растений. Различают следующие основные группы тканей: образовательные, основные, проводящие, покровные, механические, выделительные.
4.4.3. Вегетативные органы цветковых растений. Корень
Орган – это часть тела, состоящая из различных тканей, имеющая определенную форму и выполняющая определенные функции. Вегетативные органы обеспечивают обмен веществ и рост растения. К ним относятся корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек.
Корень – орган растения, выполняющий функции закрепления растения в почве, почвенного питания водой и минеральными веществами, запасания органических веществ, вегетативного размножения подземными частями.
Корень является осевым органом с радиальной симметрией. Верхушка корня покрыта корневым чехликом , под которым находится образовательная ткань, обеспечивающая рост корня.
Разновидности корней: главный, боковые, придаточные . Совокупность всех корней одного растения образует корневую систему . Корневые системы двудольных растений, как правило, стержневые , корневые системы однодольных растений, как правило, мочковатые .
На продольном разрезе молодого корня видны 4 зоны:
– зона деления , образующая конус нарастания корня . Эта группа клеток образует клетки корневого чехлика и слизь, защищающие корень и облегчающие его продвижение в почве.
Зона роста – образована молодыми, растущими клетками. Здесь начинается формирование тканей корня:
– зона корневых волосков (зона всасывания) образована выростами клеток первичной, однослойной всасывающей ткани корня;
– зона проведения . Здесь формируются боковые корни и вторичная структура корня многолетних растений. У однолетних сохраняется только первичная структура корня.
Транспорт воды из почвы в корень происходит пассивно, благодаря разности осмотических давлений между цитоплазмой корневых волосков и водных растворов почвы. А эта разность давлений, в свою очередь, создается активно, за счет затраты энергии. Из клеток всасывающей зоны вода поднимается в проводящие элементы корня в результате роста осмотического давления. В сосудах корня давление поднимается до 3 атмосфер. Оно создано за счет затраты энергии растением. Вверх же по стеблю вода поднимается за счет испарения воды в листьях.
У многих растений встречаются видоизмененные корни: корнеплоды (у редиса, редьки, свеклы, и т.д.), корневые клубни (у георгина, батата). Корни многих растений вступают в симбиоз с грибами, образуя микоризы или грибокорни. Корни бобовых растений вступают в симбиоз с азотобактериями. В результате образуются клубеньки. Бактерии фиксируют атмосферный азот и обеспечивают им растения.
4.4.4. Побег
Побег – это стебель с расположенными на нем листьями и почками. Расположение почек и листьев на побеге бывает:
– супротивным – две почки выходят из одного узла;
– очередным – по одной почке в узле;
– мутовчатым – 3 и более почек в одном узле;
– спиральным – почки расположены по спирали.
Элементы побега формируются из общей верхушечной
образовательной ткани и обладают единой проводящей системой. Формирование побега относится к крупнейшим ароморфозам, обусловившим выход растений на сушу.
Почка – укороченный зачаточный побег – состоит из зачаточного стебля и зачаточных листьев (вегетативная почка) или зачаточных цветков (генеративная почка). Почки, несущие в себе и листья, и цветки, называются смешанными. Верхушечные почки обеспечивают рост побега в длину, боковые (пазушные) обеспечивают ветвление побега. Почки, образующиеся на листьях и в междоузлиях, называются придаточными. «Спящие почки » развиваются после отмирания вышележащих почек, повреждения растений. Эти почки обеспечивают восстановление растений. Почки могут быть защищены почечными чешуями и тогда их называют закрытыми. Почки без чешуй называются открытыми.
Стебель – осевой вегетативный орган с радиальной симметрией. Обладает верхушечным ростом. Главный стебель развивается из почечки зародыша семени. Функции стебля: опорная, проводящая, запасающая, фотосинтезирующая, рост и ветвление растения, вегетативное размножение.
Строение стебля. Стебель травянистых растений состоит из эпидермы и основной ткани – паренхимы . В ней располагаются проводящие сосудисто-волокнистые пучки, содержащие элементы ксилемы и флоэмы. В стеблях древесных растений ксилема и флоэма разделены камбием. Камбий – это образовательная ткань, обеспечивающая рост стебля в толщину. На поперечном срезе такого стебля видны: сердцевина, древесина с годичными кольцами, камбий, кора. Кора – это весь слой, расположенный кнаружи от камбия. Внутренний слой коры, прилегающий к камбию, образован лубом или флоэмой.
По характеру направления роста стебли делятся на прямостоячие (сосна), ползучие (огурец), цепляющиеся (чина луговая), лазающие (лианы), вьющиеся (вьюнок).
Видоизмененные стебли образуют корневища, клубни, луковицы.
Лист – это боковой орган растения, обладающий двусторонней симметрией и обеспечивающий функции фотосинтеза, транспирации и газообмена. Лист состоит из листовой пластинки и черешка. В зависимости от количества листовых пластинок листья бывают простыми (с одной листовой пластинкой на черешке) и сложными (с несколькими листовыми пластинками, имеющими собственные черешки). Форма листьев и их расположение на стебле, тип жилкования являются важными систематическими признаками. Листья, не имеющие черешка, называются сидячими. Листья с черешками – черешковыми.
Лист с обеих сторон покрыт эпидермисом. На нижней стороне листа находятся устьица, обеспечивающие газообмен и транспирацию. У водных растений устьица расположены на верхней стороне листа. Мякоть листа называется паренхимой или мезофиллом .
Скелет листа образован сосудисто-волокнистыми пучками и механической тканью. Через черешок проводящие элементы листа связаны со стеблем. По характеру расположения жилок встречаются листья с сетчатым, дуговым и параллельным жилкованием. Сетчатое жилкование наиболее характерно для двудольных растений, дуговое и параллельное – для однодольных.
Фотосинтез происходит в столбчатой и губчатой тканях паренхимы. Столбчатая ткань примыкает к верхней кожице, а губчатая – к нижней.
В зависимости от среды обитания у листьев возникли различные адаптации. У растений засушливых мест адаптации связаны с уменьшением испарения и накоплением запасов влаги. У растений влажных мест обитания адаптации связаны с увеличением транспирации.
В зависимости от характера адаптаций возникли видоизменения листьев: колючки (барбарис, кактус), усики (горох), ловчий аппарат (непентес), мясистые чешуи (лук), плотная кутикула (столетник).
4.4.5. Цветок и его функции. Соцветия и их биологическое значение
Цветок – это видоизмененный генеративный побег, служащий для семенного размножения. На основании строения цветков растения относят к определенному семейству. Цветок развивается из генеративной почки. Стеблевая часть цветка представлена цветоножкой и цветоложем . Остальные части – чашечка , венчик , тычинки , пестик представляют собой видоизмененные листья. Совокупность чашечки и венчика называется околоцветником . Околоцветник, не подразделенный на чашечку и венчик, называется простым . Околоцветник с чашечкой и венчиком называется двойным .
Главные части цветка – тычинки и пестик . Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, внутри которого созревает пыльца. Пестик (плодолистик ) состоит из рыльца, столбика и завязи. Внутри завязи находится семяпочка (семязачаток ), из которой после оплодотворения развивается семя. Из стенок завязи развивается плод . Цветки, в которых есть и пестики и тычинки, называются обоеполыми. Однополые цветки содержат либо тычинки, либо пестики. Растения, у которых есть и тычиночные, и пестичные цветки, называются однодомными. Растения, на которых развиваются или тычиночные, или пестичные цветки, называются двудомными.
Цветки могут быть одиночными или собранными в соцветия – группы цветков, расположенных в определенном порядке.
Соцветия более заметны для опылителей, легче опыляются ветром. На растениях, несущих соцветия, количество созревающих плодов значительно больше, чем на одиночных цветках.
Соцветия делятся на простые и сложные . У простых соцветий на главной оси расположены цветки, у сложных – простые соцветия. Простые соцветия – кисть (люпин), колос (подорожник), початок (кукуруза), простой зонтик (вишня), головка (клевер), корзинка (астры), щиток (рябина). Сложные соцветия – сложная кисть или метелка (сирень), сложный зонтик (петрушка), сложный колос (пшеница), сложный щиток (пижма).
Семя, плод. Семя – орган, образующийся в результате полового размножения цветковых растений и служащий для расселения растений. Развивается из семязачатка. Семя состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры. Зародыш состоит из корешка, почечки и одной или двух семядолей. У однодольных семядоля одна, а запас питательных веществ содержится в эндосперме. У двудольных две семядоли. Запас питательных веществ у них находится в семядолях. Семенная кожура образуется из покровов семяпочки и защищает зародыш от высыхания. Для прорастания семян необходимы определенная температура, влажность, воздух. Покой семян – важное приспособительное свойство, предохраняющее от преждевременного прорастания.
Плоды – органы защиты и распространения семян. Плод – это конечный этап развития цветка. Развивается из завязи цветка. Стенки завязи образуют околоплодник. В зависимости от типа околоплодника плоды делят на сухие и сочные, а от количества семян – на многосемеянные и односеменные.
Сухие односеменные плоды – семянка, зерновка, орех (подсолнечник, рожь, лещина).
Сухие многосеменные плоды – боб, стручок, коробочка (соя, капуста, мак).
Сочные односеменные – костянка (вишня, слива, абрикос).
Сочные многосеменные – ягода (виноград, томат).
Особые виды сочных многосеменных плодов:
– яблоко – завязь погружена в ткань цветоложа (яблоня, груша, айва);
– тыквина – околоплодник твердый, образован из нижней завязи (огурец, дыня);
– померанец – многогнездный плод, образованный из верхней завязи (апельсин, лимон, мандарин).
Плоды, образованные из нескольких цветков, называются соплодиями.
Сложные плоды: многоорешек , многокостянка , земляничина (мякоть земляники – это цветоложе, а настоящие плоды – орешки на поверхности земляничины).
Приспособления плодов к распространению связаны со способом распространения – животными, ветром, водой. Крючки, зацепки, цвет, вкус, летучки, парашютики и др. приспособления обеспечивают расселение растений.
4.5. Многообразие растений. Признаки основных отделов, классов и семейств покрытосеменных растений. Роль растений в природе и жизни человека. Космическая роль растений на Земле
4.5.1. Жизненный цикл водорослей
Отдел Зеленые водоросли включает в себя одноклеточные колониальные и многоклеточные растения. Всего около 13 тыс. видов. К одноклеточным относятся хламидомонада ,хлорелла . Колонии образованы клетками вольвокса и пандорины . К многоклеточным зеленым водорослям относятся ульва , улотрикс , спирогира и другие. Общим для всех Зеленых водорослей является наличие хроматофора , содержащего хлорофилл.
Размножаются зеленые водоросли бесполым и половым путями. Бесполое размножение осуществляется жгутиковыми зооспорами, формирующимися внутри материнской клетки или частями тела – таллома . Половой процесс связан с образованием гамет и последующим их слиянием с образованием зиготы. При этом не у всех водорослей гаметы подразделяются на мужские и женские: у некоторых водорослей сливаются две одинаковые гаметы. Из зиготы либо образуется новая особь, либо зооспоры. В жизненном цикле водорослей гаплоидная фаза преобладает над диплоидной.
Сфагновые мхи. Отличаются от зеленых мхов отсутствием ризоидов. Воду поглощают всей поверхностью тела, благодаря воздухоносным клеткам. Цикл развития такой же, как и у зеленых мхов. Из отмерших частей растения в условиях недостатка кислорода образуется торф.
Папоротниковидные. Многолетние травянистые или древесные растения, тело которых расчленено на стебель, лист (вайи) и корни или корневища. Развиты покровные и проводящие ткани. Спорангии находятся на нижней стороне листовой пластинки. Споры прорастают, попадая в почву. Из спор вырастают обоеполые (у равноспоровых) или разнополые (у разноспоровых) заростки, имеющие ризоиды. На заростках формируются антеридии и архегонии. После оплодотворения образуется зигота, из которой развивается диплоидный зародыш, а затем спорофит – листостебельное растение. На нижней стороне листьев развиваются сорусы – спорангии со спорами. У некоторых водных Папоротниковидных имеются мужские и женские заростки.
Голосеменные растения произошли от древнейших папоротниковидных в девонском периоде. В настоящее время насчитывают около 700 видов деревьев и кустарников. Основную группу составляют хвойные деревья : ель, сосна, лиственница, кедр, пихта, можжевельник, туя, кипарис и т.д. В жизненном цикле господствует диплоидный спорофит. Он представляет собой ствол с хорошо развитой корой и древесиной, пронизанными смоляными ходами. В ходах накапливаются смолы, эфирные масла, бальзамы. Листья хвойные или чешуевидные.
Сосна, многолетнее растение, размножающееся семенами, которые образуются в шишках . Шишки двух типов – мужские и женские. Мужские зеленые шишки развиваются у основания молодых побегов. На нижней стороне каждой чешуйки находятся 2 пыльцевых мешка. В них после мейотического деления исходных клеток развиваются гаплоидные микроспоры. Из микроспор образуются пыльцевые зерна . Пыльцевое зерно сосны является гаметофитом. Оно покрыто двумя оболочками, между которыми находится камера, заполненная воздухом. Воздух облегчает вес пыльцы. Внутри каждой микроспоры образуется два спермия и клетки, дающие начало пыльцевой трубке . Женские красноватые шишки развиваются на конце молодых побегов. На их оси находятся семенные чешуйки. На нижней стороне семенных чешуек формируется по 2 семязачатка. В семязачатке есть пыльцевход . Опыление у сосны происходит следующим образом: пыльца приклеивается к семязачаткам смолистым веществом. Вегетативная клетка пыльцы образует пыльцевую трубку , которая проникает в семязачаток. Примерно через 12-14 месяцев происходит оплодотворение. Один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, а другой погибает. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается семя. Семена, снабженные крылатыми выростами, разлетаются. При попадании в почву в благоприятных условиях они дают начало новому растению.
Покрытосеменные растения произошли предположительно в мезозое от голосеменных предков. Насчитывают около 250 тыс. видов. Они господствуют на большей части суши и создают основную часть фитомассы и кислорода. Освоить сушу покрытосеменные смогли благодаря прогрессивным изменениям вегетативных и репродуктивных органов.
К основным ароморфозам , обеспечившим появление и распространение цветковых растений, относятся:
– формирование сосудистых проводящих тканей – ксилемы и флоэмы ;
– появление цветка, из завязи которого развивается плод, защищающий семена;
– возникновение двойного оплодотворения , обеспечивающего формирование триплоидного эндосперма , необходимого для развития диплоидного зародыша; редукция женского гаметофита до 8 клеток зародышевого мешка.
Мужской гаметофит образуется в пыльниках тычинок и представляет собой пылинку. Пылинка содержит генеративную и вегетативную клетки. При попадании на рыльце пестика, пыльца прорастает. Из генеративной клетки образуется 2 спермия. Спермии по пыльцевой трубке, образовавшейся из вегетативной клетки, попадают в зародышевый мешок. Ядро одного спермия сливается с ядром яйцеклетки, а ядро другого спермия сливается с диплоидным центральным ядром. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из триплоидного ядра – ядра запасающей ткани – эндосперм. Этот способ оплодотворения был открыт С.Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения.
4.5.2. Однодольные и двудольные растения
Цветковые растения делятся на два класса – двудольные и однодольные . Основными признаками класса Двудольные являются следующие:
– в зародыше семени две семядоли;
– корневая система, как правило, стержневая;
– рост стебля в толщину обеспечивается камбием (боковой меристемой);
– листья, обычно, с сетчатым жилкованием. Исключение – подорожник.
Цветки имеют двойной околоцветник. Число компонентов цветка кратно 5, иногда 4.
Основные жизненные формы – деревья, травы, кустарники.
Признаки класса Однодольные:
– в зародыше одна семядоля;
– мочковатая корневая система;
– стебель не растет в толщину, т.к. не имеет камбия;
– листья простые, с параллельным или дуговым жилкованием. Исключение – вороний глаз.
Число компонентов цветка кратно 3. Околоцветник простой.
Классы цветковых растений делятся на: отделы, порядки, семейства, роды, виды.
Некоторые семейства, входящие в эти классы, представлены в виде таблицы:
4.5.3. Космическая роль растений
Растения играют в жизни других организмов и в биосфере в целом очень важную роль. Хлорофилл растений выступает как посредник между Солнцем и Землей, выполняя на нашей планете космическую роль. Он поглощает и использует энергию солнечного света для синтеза органических веществ из неорганических.
Растения являются продуцентами органических веществ, которые потребляются другими организмами. Растения – основной источник кислорода на Земле. Большинство существующих организмов дышат кислородом, выделенным растениями. Озоновый экран защищает Землю от избытка ультрафиолетового излучения, губительно действующего на организмы. Растения и продукты их жизнедеятельности оказывают влияние на геохимическое строение Земли. Растительные отложения образуют такие полезные ископаемые, как уголь и торф.
4.6. Царство Животные. Главные признаки подцарств одноклеточных и многоклеточных животных. Одноклеточные и беспозвоночные животные, их классификация, особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека. Характеристика основных типов беспозвоночных, классов членистоногих
4.6.1. Общая характеристика царства Животные
Животные – самое многочисленное по разнообразию и числу видов (около 1,5 млн видов) царство эукариотических организмов. Два существующих на Земле подцарства животных – Одноклеточные и Многоклеточные ученые объединили в одну систематическую группу царство на основании следующих, характерных признаков:
– гетеротрофный способ питания;
– подвижность, активность;
– изменяемая форма тела;
– рост, ограниченный определенным периодом жизни;
– раздражимость, проявляющаяся в таксисах у одноклеточных и рефлексах у многоклеточных;
– в их эукариотических клетках отсутствуют прочные клеточные стенки, пластиды, крупные вакуоли;
– запасным веществом клеток является гликоген.
Роль животных в природе и жизни человека:
– животные в природе выполняют функции консументов – потребителей органического вещества, созданного растительными организмами;
– многие представители этого царства являются источниками пищи, сырья, медикаментов;
– некоторые животные являются возбудителям заболеваний;
– животные имеют научное значение, как объекты исследований;
– имеют эстетическое значение.
4.6.2. Подцарство Одноклеточные или Простейшие. Общая характеристика
Тело простейших животных состоит из одной клетки, осуществляющей все функции жизнедеятельности. Представители этого подцарства обладают всеми свойствами самостоятельного организма. Свободноживущие простейшие имеют дополнительные органоиды движения, питания, выделения, защиты и т.д. Некоторые из этих органоидов временные (ложноножки амебы), некоторые постоянные (жгутик эвглены, реснички инфузорий).
Роль простейших в природе и жизни человека:
– являются непременными участниками круговорота веществ и энергии в экосистемах, выступая в роли микро– консументов и редуцентов;
– образуют геологические залежи известняка, мела;
– являются объектами научного исследования;
Класс Жгутиковые. Представители этого класса имеют постоянную форму тела, благодаря наличию уплотненной клеточной оболочки.
Эвглена зеленая имеет веретенообразную форму тела. Размер клетки около 0,05 мм. Передвигается эвглена с помощью жгутика – цитоплазматического выроста, состоящего из тонких фибрилл . На переднем конце находится светочувствительный глазок. В цитоплазме, помимо всех, характерных для животных клеток, органелл, находятся хроматофоры , содержащие хлорофилл. На свету эвглена способна к фотосинтезу. Поэтому ее относят к промежуточным, между растениями и животными, эволюционным формам. Размножается эвглена бесполым путем, делением надвое по продольной оси. Половое размножение осуществляется путем копуляции (слияния клеток).
К колониальным формам жгутиковых относится вольвокс.
Тип Инфузории. Класс ресничные инфузории. Тип насчитывает около 6 тыс. видов.
Представители – инфузория-туфелька, инфузория-трубач.
Инфузория-туфелька – животное размером 0,1-0,3 мм.
Ее клеточная оболочка покрыта ресничками, служащими для передвижения. В клетке два ядра – вегетативное , полиплоидное и генеративное , диплоидное . Ротовое углубление на теле образует ротовую воронку, переходящую в клеточный рот, ведущий в глотку . В глотке формируются пищеварительные вакуоли , переваривающие пищу. Непереваренные остатки пищи удаляются через отверстие – порошицу .
У инфузории-туфельки две сократительные вакуоли, расположенные в противоположных концах тела. Через них выводится избыток воды и продукты обмена веществ.
Размножение инфузории происходит как бесполым, так и половым путями. При бесполом размножении происходит продольное деление клетки. При половом процессе между двумя инфузориями образуется цитоплазматический мостик. Полиплоидные (большие) ядра разрушаются, а диплоидные (малые) ядра делятся мейозом с образованием четырех гаплоидных ядер, три из которых погибает, а четвертое делится пополам, но уже митозом. Образуется два ядра. Одно – стационарное и другое – мигрирующее. Затем между инфузориями происходит обмен мигрирующими ядрами. Потом стационарное и мигрировавшее ядра сливаются, особи расходятся и в них снова образуются большое и малое ядра.
4.6.3. Тип Кишечнополостные. Общая характеристика. Многообразие кишечнополостных
Кишечнополостные – одна из древнейших групп многоклеточных животных, насчитывающая 9000 тыс. видов. Эти животные ведут водный образ жизни и распространены во всех морях и пресноводных водоемах. Произошли от колониальных простейших – жгутиконосцев. Кишечнополостные ведут свободный или сидячий образ жизни. Тип Кишечнополостные разделяется на три класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы.
Важнейшим общим признаком кишечнополостных считается двуслойное строение тела. Оно состоит из эктодермы и энтодермы , между которыми находится не имеющая клеточного строения – мезоглея . Свое название эти животные получили потому, что у них есть кишечная полость , в которой переваривается пища.
Основные ароморфозы , способствовавшие появлению кишечнополостных, следующие:
– возникновение многоклеточности в результате специализации и объединения;
– взаимодействующих между собой клеток;
– возникновение двуслойного строения;
– возникновение полостного пищеварения;
– появление, дифференцированных по функциям, частей тела появление радиальной или лучевой симметрии.
Класс Гидроидные. Представитель – пресноводная гидра.
Гидра – это полип, размером около 1 см. Живет в пресноводных водоемах. К субстрату прикрепляется подошвой. Передний конец тела образует рот, окруженный щупальцами. Наружный слой тела – эктодерма состоит из нескольких видов клеток, дифференцированных по своим функциям:
– эпителиально-мускульных, обеспечивающих передвижение животного;
– промежуточных, дающих начало всем клеткам;
– стрекательных, выполняющих защитную функцию;
– половых, обеспечивающих процесс размножения;
– нервных, объединенных в единую сеть и образующих первую в органическом мире нервную систему.
Энтодерма состоит из: эпителиально-мускульных, пищеварительных клеток и железистых клеток, выделяющих пищеварительный сок.
У гидры, как и у других кишечнополостных животных пищеварение и полостное, и внутриклеточное. Гидры – хищники, питающиеся мелкими ракообразными и мальками рыб. Дыхание и выделение у гидр осуществляется всей поверхностью тела.
Раздражимость проявляется в виде двигательных рефлексов. Наиболее отчетливо на раздражение реагируют щупальца, т.к. в них наиболее плотно сосредоточены нервные и эпителиально-мускульные клетки.
Размножение происходит почкованием и половым путем . Половой процесс происходит осенью. Некоторые промежуточные клетки эктодермы превращаются в половые клетки. Оплодотворение происходит в воде. Весной появляются новые гидры. Среди кишечнополостных встречаются гермафродиты и раздельнополые животные.
Для многих кишечнополостных характерно чередование поколений. Например, из полипов образуются медузы. Из оплодотворенных яиц медуз развиваются личинки – планулы . Из личинок снова развиваются полипы.
Гидры способны восстанавливать утраченные части тела, благодаря размножению и дифференцировке неспецифических клеток. Это явление называется регенерацией .
Класс Сцифоидные. Объединяет медуз больших размеров. Представители – Корнерот, Аурелия, Цианея.
Медузы обитают в морях. Тело напоминает по форме зонт и состоит в основном из студенистой мезоглеи , покрытой снаружи слоем эктодермы, а изнутри слоем энтодермы. По краям зонта расположены щупальца, окружающие рот, находящийся на нижней стороне. Рот ведет в гастральную полость, от которой отходят радиальные каналы. Каналы соединяются между собой кольцевым каналом. В результате образуется гастральная система .
Нервная система медуз сложнее, чем у гидр. Кроме общей сети нервных клеток, по краю зонтика расположены скопления нервных ганглиев, образующих сплошное нервное кольцо и особые органы равновесия – статоцисты . У некоторых медуз появляются светочувствительные глазки, появляются чувствительные и пигментные клетки, соответствующие сетчатке глаза высших животных.
В жизненном цикле медуз закономерно чередуются половое и бесполое поколения. Они раздельнополы. Половые железы расположены в энтодерме под радиальными каналами или на ротовом стебельке. Половые продукты выходят через рот в море. Из зиготы развивается свободноживущая личинка – планула . Планула весной превращается в маленького полипа. Полипы образуют группы, похожие на колонии. Постепенно они расходятся и превращаются во взрослых медуз.
Класс Коралловые полипы. Включают одиночные (актинии, мозговики) или колониальные формы (красный коралл). Имеют известковый или кремниевый скелет, образованный кристаллами игловидной формы. Живут в тропических морях. Скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы. Размножаются бесполым и половым путями. Медузной стадии развития у коралловых полипов нет.
Часть А
(только один правильный ответ)
1. Что характерно только для растений?
1) используют органические вещества
2) неподвижный образ жизни
3) не используют солнечную энергию
4) имеют клеточное строение
2. Назовите жизненную форму, которая характерна для орешника.
1) дерево
2) кустарник
3) кустарничек
4) трава
3. Назовите тип ткани, к которой относится камбий.
1) образовательная
2) механическая
3) проводящая
4) покровная
4. Назовите ткань, которая образована только мертвыми клетками.
1) камбий
2) луб
3) древесина
4) пробка
5. Чем молодая клетка растений отличается от зрелой?
1) ядро в центре клетки
2) одна крупная вакуоль
3) много хлоропластов
4) толстая оболочка
6. Сосуды – это клетки
1) луба
2) паренхимы
3) древесины
4) пробки
7. Основной признак стержневой корневой системы:
1) много придаточных корней
2) главный корень четко выражен
3) развивается только у цветковых растений
4) корни расположены поверхностно
8. Назовите растение с мочковатой корневой системой.
1) капуста кольраби
2) подорожник большой
3) одуванчик лекарственный
4) ромашка обыкновенная
9. Корневой волосок – это
1) придаточный корень
2) боковой корень
3) часть покровной ткани
4) часть клетки
10. Зоны корня названы в правильном порядке
1) зона деления, зона роста, зона проведения, зона всасывания
2) зона всасывания, зона деления, зона роста, зона проведения
3) зона всасывания, зона проведения, зона деления, зона роста
4) зона деления, зона роста, зона всасывания, зона проведения
11. Корнеплод – это
1) видоизмененный придаточ¬ный корень
2) видоизмененный боковой корень
3) видоизмененный главный корень
4) видоизмененный главный корень и нижняя часть стебля
12. Зачем фермеры проводят регулярное рыхление почвы?
1) увеличивается питательных веществ в почве
2) интенсивнее развиваются почвенные микроорганизмы
3) улучшается снабжение кислородом
4) усиливается приток воды из более глубоких слоев почвы
13. Назовите растение с супротивным листорасположением.
1) клен
2) элодея
3) береза
4) земляника
14. На какой части растения могут развиваться придаточные почки?
1) верхушка побега
2) корень
3) узел побега
4) цветок
15. У пшеницы жилкование
1) перистое
2) пальчатое
3) параллельное
4) дуговое
16. Какая ткань находится на поверхности молодого однолетнего побега дерева?
1) луб
2) древесина
3) кожица
4) пробка
17. Какую функцию выполняет древесина?
1) газообмен
2) транспорт минеральных веществ
3) транспорт органических веществ
4) испарение воды
18. Что представляет собой корневище?
1) утолщенный главный корень
2) утолщенный придаточный корень
3) подземный побег
4) подземный стебель
19. В состав жилки листа не входит
1) древесина
2) луб
3) волокна
4) паренхима
20. За счет какой ткани стебель кукурузы растет в длину
1) камбий
2) верхушечная образовательная ткань
3) вставочная образовательная ткань
4) луб
21. Что из перечисленного ниже является видоизменением листа?
1) колючки боярышника
2) шипы розы
3) усики винограда
4) усики гороха
22. Основным проводящим элементом луба являются
1) Трахеиды
2) Волокна
3) Сосуды
4) Ситовидные трубки
23. Назовите часть цветка, которая содержит семязачатки.
1) тычинки
2) столбик пестика
3) завязь пестика
4) венчик
24. У какого растения запас питательных веществ находится в семядолях?
1) пшеница
2) томат
3) горох
4) тюльпан
25. Назовите тип плода капусты.
1) кочан
2) стеблеплод
3) стручок
4) стручочек
26. К двудомным растениям относятся:
1) огурец, тыква
2) вишня, слива
3) тополь, облепиха
4) фасоль, горох
27. Что НЕ входит в состав зародыша семени?
1) семядоля
2) эндосперм
3) стебелек
4) корешок
28. Плод ягода характерен для
1) земляники
2) вишни
3) картофеля
4) апельсина
29. Назовите растение, у которого формируется соцветие кисть.
1) колокольчик
2) тюльпан
3) яблоня
4) укроп
30. Соцветие корзинка развивается у
1) лютика
2) одуванчика
3) клевера
4) кукурузы
31. Какой признак характерен для ветроопыляемых растений?
1) крупные одиночные цветки
2) яркая окраска околоцветника
3) нектар и аромат
4) пыльца сухая, ее много
32. В какой части цветка образуется пыльцевая трубка?
1) в тычинке
2) в пестике
3) в цветоложе
4) в цветке пыльцевой трубки нет
33. Плоды какого растения распространяются животными
1) ясень
2) череда
3) акация
4) одуванчик
Часть В
(в заданиях В1-В3 выберите три правильных ответа из шести)
В1. Выберите признаки, характерные для пробки.
1) состоит из мертвых клеток
2) находится на поверхности стебля
3) чаще всего встречается у трав
4) содержит чечевички
5) содержит устьица
6) расположена снаружи листьев
В2. В состав листа входят следующие ткани.
1) верхушечная образовательная ткань
2) древесина
3) луб
4) пробка
5) камбий
6) фотосинтезирующая ткань
В3. К сухим односемянным плодам относятся.
1) зерновка
2) костянка
3) яблоко
4) семянка
5) орех
6) коробочка
В задании В4-В6 установите соответствие между содержимым первого и второго столбцов
В4. Установите соответствие между признаком строения и жизнедеятельности и типом ткани.
ПРИЗНАК ТИП ТКАНИ
А) клетки обычно без центральной вакуоли 1) образовательные ткани
Б) клетки живые или мертвые 2) покровные ткани
В) находятся на вершине органа
Г) обеспечивают рост и развитие растения
Д) участвуют в газообмене
В5. Установите соответствие между растениями и типом сложных листьев.
РАСТЕНИЕ ТИП ЛИСТА
А) ясень 1) тройчатый
Б) шиповник 2) парноперистый
В) клубника 3) непарноперистый
Г) желтая акация
Д) клевер
Е) рябина
В6. Установите соответствие между особенностями генеративных органов и растением
ПРИЗНАК РАСТЕНИЕ
А) эндосперм есть 1) рожь
Б) эндосперма нет 2) капуста
В) соцветие – кисть
Г) соцветие – сложный колос
Д) цветок с двойным околоцветником
Е) цветок с простым околоцветником
В7. Установите последовательность частей древесного стебля в правильном порядке, начиная с поверхности:
А) Камбий
Б) Пробка
В) Древесина
Г) Сердцевина
Д) Луб
В8. Установите последовательность зон корня, начиная с вершины корня
А) зона всасывания
Б) зона роста
В) зона деления
Г) зона проведения
Часть С
С1. Устьица у наземных растений чаще всего расположены в нижней эпидерме. Объясните, почему.
С2. Почему клетки колленхимы неравномерно утолщены?
С3. Найдите ошибки в приведенном тексте. 1) Листья цветковых растений делятся на простые и сложные. 2) К простым листьям относятся цельные, рассеченные и тройчатые. 3) Снаружи лист покрыт кожицей. 4) Внутри находится проводящий пучок, в котором обязательно есть камбий. 5) В листе происходят различные процессы – фотосинтез, дыхание, ис-парение воды. 6) Фотосинтез происходит только днем, а дыхание – только ночью.
С4. В чем заключается преимущества соцветий по сравнению с одиночными цветками?
С5. Какие особенности строения должны быть у растений, чьи плоды распространяются животными?
С6. У одних цветковых растений преобладает бесполое (вегетативное) размножение, у других – половое. Как вы можете объяснить это явление? Приведите примеры и тех, и других растений.