Тема: Характеристика отделов высших споровых растений

Цель занятия: Изучить особенности строения представителей и циклов развития высших споровых растений.

Работа 1. Особенности строения мха

Изучите по гербарным образцам особенности строения мхов: кукушкин лен, сфагнум. Определите признаки сходства и отличия. Запишите их. Зарисуйте мужской и женский гаметофит, женский гаметофит со спорофитом (коробочку с ножкой) мха кукушкин лен. Подпишите, указав систематическое положение растения.

Работа 2. Цикл развития мха

Изобразите схему цикла развития мха кукушкин лен. Около каждого рисунка цикла обозначьте ядерную фазу, укажите гаметофит и спорофит.

Работа 3. Особенности строения плауна

Рассмотрите гербарий спорофита плауна булавовидного, его вегетативные органы и орган спороношения. Зарисуйте внешний вид спорофита. Дайте названия разнообразным листьям спорофита. Подпишите, указав систематическое положение растения.

Работа 4. Особенности строения спороносного колоска селагинеллы

При увеличении микроскопа рассмотрите препараты спороносных колосков плауна булавовидного и селагинеллы. Найдите признаки сходства и различия. Зарисуйте спороносный колосок селагинеллы. Обозначьте: ось, микро – мегаспорофиллы, микро – и мегаспорангии, микро – и мегаспоры. Рисунок подпишите, указав систематическое положение растения.

Работа 5. Особенности строения хвоща

По гербарному образцу изучите особенности строения спорофита хвоща полевого. Зарисуйте его спороносный (весенний) и вегетирующий (летний) побеги с корневищами. Обозначьте спороносный колосок, спорофиллы на нем. Рядом изобразите споры, рассмотренные на временном препарате при увеличении микроскопа. Отметьте элатеры, опишите условия их раскручивания. Подпишите, указав систематическое положение растения.

Работа 6. Особенности строения и цикла развития папоротника

Рассмотрите гербарные образцы папоротников. Найдите на спорофите сорусы. Рассмотрите препарат разреза соруса при увеличении микроскопа. Сравните с препаратом спороносного колоска плауна. Запишите сходство и различие. Зарисуйте схему цикла развития папоротника щитовника мужского, обозначив поколения, особенности ядерных фаз. Рисунок подпишите, указав систематическое положение растения. В аквариуме рассмотрите водный папоротник – сальвинию. Найдите отличительные признаки. Запишите.

Вопросы для обсуждения

1. Что вырастает из споры мха – листостебельное растение или коробочка на ножке?

2. Молодой спорофит папоротника не покидает заростка. Какой набор хромосом несет заросток и молодое растение на нем?

3. Что общего в строении хвоща и папоротника? Почему их относят к высшим растениям?

4. Какими общими признаками характеризуются разноспоровые высшие растения?

5. Водные растения часто называют водорослями. Все ли растения водной среды относятся к водорослям?

6. У какого спорового растения его части заменяют вату и йод?

7. Почему корневище папоротника орляка может образовывать «мыльную пену», где используется это свойство?

8. Какое растение англичане называют «лошадиным хвостом»?

Семенные растения

Общая характеристика. Морфологические и анатомические признаки растений. Семенные – разноспоровые растения. Систематика.

Семенные растенияпо своему внешнему облику, так же как по строению и биологическим особенностям, чрезвычайно разнообразны. Тело у подавляющего большинства расчленено на сложно устроенные органы: корень, стебель и листья. Во внутреннем строении они имеют ткани, состоящие из определенных по форме клеток, которые выполняют соответствующие функции. Семенные растения – это разноспоровые формы, у которых имеются спорангии двух типов: микроспорангии с мелкими микроспорами, и мегаспорангии, где развиваются более крупные мегаспоры. Каждая мегаспора дает начало женскому гаметофиту, а микроспора – мужскому гаметофиту. Оба гаметофита крайне редуцированы. Семенные растения размножаются семенами, а не спорами. Половой процесс не связан с капельножидкой средой, поэтому эти растения могут произрастать в засухоустойчивых условиях. Появление семени имело большое эволюционное значение, так как зародыш, дающий новое растение, находится под покровом кожуры и для своего развития содержит запас питательных веществ. Он образуется в семязачатке после процесса оплодотворения и развивается за счет материнского растения. Семенные растения представлены отделами: Голосеменные и Покрытосеменные, или Цветковые.

Отдел Голосеменные

Общая характеристика отдела. Характеристика классов. Представители. Цикл развития разноспорового хвойного растения. Распространение. Значение голосеменных растений.

Голосеменные растения – этодревесные или кустарниковые формы, исключительно сухопутные. Основную группу составляют хвойные растения (сосна, ель, лиственница, туя, можжевельник и др.). Спорофит всегда состоит из вегетативных органов – стебля, корня и листьев, а гаметофит редуцирован и не имеет самостоятельного существования. Побеги у хвойных растений либо только удлиненные, либо двух типов – удлиненные и укороченные. Подавляющее большинство представителей – вечнозеленые растения; продолжительность жизни листьев определяется как биологическими особенностями пород, так и экологическими условиями их жизни. У светолюбивых пород листья живут от 2 до 5 лет, у теневыносливых – до 10 –15 лет, а в высокогорных условиях – даже до 25–30 лет. Листья у тропических форм часто крупные, перисторассеченные. У большинства представителей листья цельные, часто в виде игл (хвои), чешуй, или более широкие. Все вечнозеленые породы имеют жесткие, покрытые жироподобным веществом – кутином, листья; устьица у них располагаются на нижней стороне в углублениях, что значительно сокращает испарение воды в зимний период. Вегетативное размножение большинству хвойных не свойственно, исключение составляют пихта и секвойя, способные образовывать поросль. У некоторых представителей возможно размножение черенками или отводками. Спороношение у голосеменных растений наступает в разном возрасте: у светолюбивых видов – на 15–20-м году жизни, а у медленно растущих теневыносливых – на 40–60–80-ом годах жизни. Самая характерная черта этих растений – наличие сложного многоклеточного образования – семени, которое содержит зародыш. Стебель может достигать огромного возраста – до трех и более тысячи лет, соответственно и размеры его могут быть весьма велики – до 120 – 150 м. Для подавляющего большинства голосеменных характерно наличие шишек, или стробил, несущих на себе спорофиллы с органами бесполого размножения – спорангиями. Различают мужские шишки, в которых образуются пыльцевые зерна. С помощью ветра пылинки переносятся на женские шишки. Они имеют центральную ось, на которой в пазухе кроющих чешуй развиваются семенные чешуи, несущие один – два семязачатка. После оплодотворения в каждом - формируется зародыш с питательным веществом. Семязачаток превращается в семя, которое открыто, голо лежит на семенной чешуе, отсюда и название всей группы – голосеменные растения. Отдел включает классы, как вымершие, так и те, представители которых живут в современных условиях.

Класс Саговниковые, или Цикадовые. Самая древняя группа из ныне живущих голосеменных. Произрастают в Америке, Австралии и на прилегающих островах Южной Африки, Азии. В Европе эти растения не встречаются. Саговники характеризуются большим разнообразием стеблей. У растений в молодом возрасте стебель может иметь клубневидную форму, а затем превращаться в шаровидную, цилиндрическую, реповидную, напоминая корнеплоды. У большинства видов формируется прямой, неветвящийся, колоновидный ствол, на вершине несущий крону крупных перистых листьев. Такие саговники похожи на пальмы, и нередко их называют саговыми пальмами. Это макрофильная линия эволюции в строении листьев. Наиболее известными представителями являются – замия и саговник.

Класс Оболочкосеменные включает три порядка: Эфедровые, Вельвичивые, Гнетовые. Своеобразие представителей класса заключается, прежде всего, в строении репродуктивных органов: в основании микро– и мегастробил находится покров из одной или несколько пар чешуевидных листьев; этот покров остается при семенах, поэтому класс называется оболочкосеменные, или покровосеменные. Представитель: эфедра, или кузьмичева трава. Из-за внешнего сходства с хвойными растениями имеет еще название – хвойник. Эфедра – обильно ветвящийся кустарник. Это двудомное растение, произрастающее в пустынных, скалистых, степных сообществах Средиземноморья, Азии, Америки. В степях Волгоградской области встречается эфедра двухколосковая. Вельвичия удивительная – оригинальное растение встречается только в каменистых пустынях Намибии и Анголы. Это мощные растения, живущие столетиями. Деревянистый ствол почти полностью находится под землей. От него отходит длинный, толстый, слабо ветвящийся корень. Над землей ствол поднимается всего на несколько сантиметров. Удивительность заключается в том, что растение имеет два листа до 2-3 м длиной. По мере старения листья на вершине разрываются на продольные полоски. Они слегка закручиваются вниз и стелются по земле, постепенно отмирая. Возраст растения может достигать до 2000 лет. Гнетумыраспространены во влажных тропических лесах Азии, Южной Америки и Западной Африки. Большинство видов – лианы, но встречаются небольшие деревья и кустарники. Все виды имеют широкие, цельные, супротивно расположенные листья с сетчатым жилкованием. Растения двудомные. При созревании семян внешний покров образует сочный мясистый слой ярко – розового цвета, а внутренний – становится твердым, каменистым.

Класс Гинкговые.Представитель – гинкго двулопастноес давних времен считается священным храмовым растением, сохраненное благодаря защите его человеком. Гинкго широко культивируется в Японии, Корее, Европе и Северной Америке. Это листопадное дерево высотой до 30 м; его красивая крона образована побегами двух типов – обычными удлиненными и многочисленными боковыми. Листья имеют длинный черешок и своеобразную веерную листовую пластинку с дихотомическим жилкованием. Растение двудомное. Микростробилы образуются в виде сережек. В стадию спороношения гинкго вступает на 25 – 30-ом году жизни. Пыление происходит ранней весной до распускания листьев, а оплодотворение осуществляется только осенью. Семена имеют внешний мясистый слой семенной кожуры. Они используются в медицине и употребляется в пищу.

Класс Хвойные, или Пинопсиды. Подкласс Хвойные.Хвойные – почти все деревья, редко кустарники. Представители наиболее ксерофильны; этим и объясняется значительное распространение хвойных в настоящее время. Древесные растения имеют моноподиальное ветвление. Очень характерны смоляные ходы, а также образование смол и эфирных масел. Строение листьев хвойных разнообразно, но все они сверху покрыты толстостенной эпидермой с мощной кутикулой. Широкие листья свойственны представителям южных стран (араукария, агатис). В России хвойные имеют листья двух родов: чешучатые (кипарис, можжевельник, туя) и игловидные (сосна, ель, лиственница). Размножаются растения семенами. Хвойные чаще однодомные. Шишки (стробилы) всегда либо с микроспорофиллами, на нижней стороне которых имеются микроспорангии; либо с мегаспорофиллами, на верхней стороне которых сидят мегаспорангии (семязачатки). Клетки микроспор имеют наружную оболочку экзину и внутреннюю – интину. При прорастании микроспоры формируется пыльцевое зерно (мужской гаметофит), в котором имеется две клетки: антеридиальная, дающая два спермия, и вегетативная, разрастающаяся в пыльцевую трубку. Семязачаток имеет покров – интегумент закрывающий женский гаметофит (первичный эндосперм), в котором находятся два архегония, каждый с яйцеклеткой. Пыльца, перенесенная ветром на семязачаток, втягивается в пыльцевую камеру и прорастает в пыльцевую трубку, по которой спускаются спермии. Улавливанию пыльцы семязачатками способствует выделяющаяся сахаристая жидкость. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а другой погибает. Обычно оплодотворяется яйцеклетка только одного архегония, поэтому в большинстве случаев в семени формируется лишь один зародыш. Семена всех хвойных прорастают после периода покоя; у одних видов оно подземное, у других надземное. Хвойные растения представляют наибольшую по количеству видов (около 600) группу голосеменных. В умеренном поясе они дают главную массу древесины и различные продукты, применяемые человеком в различных сферах его деятельности (смолистые вещества, эфирные масла, лекарственные средства и др.). Многие представители декоративны и используются в озеленении населенных пунктов. Семена некоторых видов сосновых и араукариевых съедобны и содержат ценные пищевые масла. Леса из хвойных растений играют большую водоохранную роль и являются средой обитания многих ценных животных.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие признаки отличают представителей голосеменных растений от высших споровых?

2. Где развиваются и когда высыпаются пыльцевые зерна у сосны, ели?

3. Как распространяется и где прорастает пыльца хвойных растений? В чем заключается прорастание пыльцы?

4. Где образуется мужской гаметофит? Как он устроен?

5. Где располагается семязачаток у голосеменных растений? Как он устроен? Что развивается до оплодотворения внутри семязачатка?

6. Какой процесс называется оплодотворением? Где и как происходит оплодотворение у сосны обыкновенной?

7. Какой процесс приводит к образованию зародыша семени? Как он устроен?

8. Из каких частей семязачатка формируется кожура и пленка семени?

9. Опишите спорофит сосны.

10. Опишите спорофит лиственницы.

11. Опишите спорофит ели.

12. Перечислите систематические группы и современных представителей голосеменных растений.

Лабораторное занятие 7

Тема: Голосеменные растения

Цель занятия: Изучить особенности строения представителей разных отделов, цикла развития на примере сосны обыкновенной.

Работа 1. Систематика голосеменных растений

На гербарных образцах и разнообразии шишек познакомьтесь с представителями различных систематических групп. Опишите их характерные морфологические признаки, обратив внимание на форму женских шишек и хвоинок. Укажите семейства, к которым они относятся, родину их произрастания.

Работа 2. Особенности строения спорофита сосны обыкновенной

Зарисуйте с гербарных образцов части спорофита сосны (побег с мужскими и женскими шишками). Обозначьте: собрание мужских шишек – «сосышие», женские шишки 1-го, 2-го, 3-го годов. Рисунок подпишите.

Работа 3. Особенности строения мужской шишки и пыльцевого зерна

Рассмотрите под лупой строение мужской шишки сосны, найдите пыльцевые зерна. Приготовьте временный препарат из пыльцевых зерен. Рассмотрите его при увеличении микроскопа. Зарисуйте мужской гаметофит (пыльцевое зерно) и разрез шишки. Обозначьте: ось шишки, микроспорофилл, микроспорангий, микроспоры, интину, экзину, воздушные мешки, антеридиальную клетку и вегетативную клетку. Рисунок подпишите.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒