Значение голосеменных растений
Значение голосеменных очень велико. Эти организмы образуют обширные лесные массивы – тайгу, а также украшают улицы и парки населенных пунктов. Их древесину широко используют в строительстве, бумажной и мебельной промышленности. К примеру, древесину лиственницы используют в кораблестроительстве, так как она очень стойкая по отношению к воде.
Судостроение
Древесина некоторых голосеменных используется для изготовления музыкальных инструментов, к примеру, пихта сибирская.
Велико практическое значение голосеменных в жизни человека. При переработке получают смолу, а из нее скипидар, канифоль.
В их хвое содержатся фитонциды, которые подавляют развитие болезнетворных бактерий. Эти свойства голосеменных растений имеют большое значение в медицине. Из различных частей хвойных изготавливают мази, чаи, бальзамы, настои, заготавливают сухое сырье, производят масла. Даже простая прогулка в таком лесу положительно влияет на состояние дыхательной и кровеносной системы. Многие санатории и оздоровительные лечебницы располагают именно в таких местах.
Санаторий «Сосновый бор» в республике Татарстан
Происхождение и эволюция
Считается, что предком этой группы растений были водоросли, не сохранившиеся до современности. Затем они эволюционировали в папоротники, которые в свою очередь дали начало как покрытосеменным, так и голосеменным видам Они произошли от общих предков, разделившихся на разные ветви в триасе.
Всего цветковые существуют около 140 миллионов лет — первые представители фауны с похожим строением появились в юрском периоде. Это были довольно примитивные и малочисленные виды. Древнейшими представителями цветковых считаются представители семейства нимфейные или кувшинковые. В середине мелового периода (около 100 миллионов лет назад) покрытосеменные уже были довольно широко распространены в мире. В конце мела они оказались доминирующей формой жизни и покрывали значительную часть суши. Примерно тогда же начали появляться предки многих современных растений — дуба, клёна, магнолии, бука. Одной из главной особенностей эволюции цветковых стала их высокая приспосабливаемость к изменяющимся условиям, что позволило им произрастать на разных географических широтах. Они отличаются огромным многообразием форм, размеров, способов развития и размножения. Среди цветковых можно найти водные и наземные, ползучие, вьющиеся, карабкающиеся и прямостоящие растения, которые растут и процветают во всех уголках Земли, от тропических лесов и долин рек до солёных морей и альпийских лугов. Другой интересной особенность эволюции покрытосеменных является большое разнообразие форм водяных растений. Они не произошли от водорослей напрямую, а эволюционировали от наземного предка в результате смены условий, потому отличаются сложным строением и большим количеством приспособительных механизмов.
Покрытосеменные (Цветковые)
ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, или ЦВЕТКОВЫЕ
Покрытосеменные (Цветковые) — отдел высших растений, отличительной особенностью которых является; 1) наличие цветка в качестве органа полового размножения 2) замкнутого вместилища у семяпочки (а затем и у происшедшего из неё семени, откуда и появилось название покрытосеменные), 3) двойное оплодотворение.
Покрытосеменные представлены: деревьями, травами и промежуточными формами — кустарниками и кустарничками.
Общая характеристика Цветковых растений:
- древесные, кустарниковые и травянистые формы
- однолетние, двулетние и многолетние растения
- более 250 000 видов
- повсеместное распространение (на всех континентах и во всех средах обитания)
- семенное и вегетативное размножение
- генеративные органы — цветки
- после двойного оплодотворения происходит развитие семени с запасом питательных веществ; семя защищено околоплодником и находится внутри плода
Широкое распространение и разнообразие строения цветковых растений обусловлено приобретением ими в процессе эволюции ряда прогрессивных черт:
- наличие цветка — органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения;
- образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды;
- двойное оплодотворение, в результате которого образуется триплоидный (а не гаплоидные, как у голосеменных) эндосперм;
- редукция гаметофита: мужской гаметофит — пыльцевое зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной (генеративная делится, образуя два спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка.
Классы Покрытосеменных (Цветковых)
Выделяют два класса цветковых растений: однодольные и двудольные.
Признаки двудольных растений:
- Зародыш имеет 2 семядоли, прорастающие надземно, с 3 проводящими пучками.
- Лист на черешке с сетчатым или ветвящимся жилкованием.
- Проводящая система состоит из одного кольца проводящих лучков, с камбием; во флоэме присутствует паренхима; кора и сердцевина дифференцированы.
- Корневая система стержневая, зародышевый корешок развивается в славный корень.
- Жизненные формы древесные и травянистые.
- Цветок имеет число элементов, кратное 5 или 4.
Признаки однодольных растений:
- Зародыш с одной семядолей, прорастающей подземно, имеет два главных проводящих лучка.
- Лист без черешка, с параллельным или дуговым жилкованием, с влагалищным основанием.
- Проводящая система состоит из многих отдельных пучков; камбий отсутствует; паренхима во флоэме отсутствует; кора и. сердцевина не имеют четкой дифференциации.
- Корневая система мочковатая, зародышевый корешок рано отмирает, заменяясь системой придаточных корней.
- Жизненные формы травянистые, некоторые древесные формы вторичны.
- Цветки имеют число элементов, кратное 3, реже 4.
Основные различия между Двудольными и Однодольными
Семейства Покрытосеменных (Цветковых)
Таблица «Покрытосеменные» кратко
Это конспект по теме «Покрытосеменные, или Цветковые». Выберите дальнейшие действия:
-
- Перейти к следующему конспекту: Царство Животные
- Вернуться к Списку конспектов по биологии
- Проверить знания по Биологии.
Размножение покрытосеменных
Характерная особенность покрытосеменных — наличие восьмиядерного (восьмиклеточного) зародышевого мешка, в котором происходит двойное оплодотворение — процесс, который в точности не повторяется ни у одного из других отделов растительного мира. Вследствие двойного оплодотворения из одной зиготы развивается зародыш, а из другой — триплоидный (вторичный) эндосперм. У голосеменных эндосперм (женский заросток) является первичным. Половое поколение (гаметофит) покрытосеменных ещё больще редуцировалось в сравнении с голосеменными.
Мужской заросток состоит обычно только из $3$ клеток, из которых $2$ являются гаметами, а, значит, упрощён до минимума. Женский заросток представлен $8$-клеточным зародышевым мешком.
Цветы у большинства покрытосеменных имеют околоцветник, простой или двойной, часто ярко окрашенный, тычинки и пестик или пестики. Опыляется большинство покрытосеменных насекомыми (энтомофилия), а так же ветром (анемофилия) или водой (гидрофилия), реже (в тропиках) птицами (орнитофилия).
Замечание 2
Двойное оплодотворение — основная особенность покрытосеменных.
Для полового размножения цветковые растения не нуждаются в воде, а неподвижные мужские половые клетки — спермии, находящиеся в тычинках цветка, доставляются к женской яйцеклетке, расположенной в пестике. Каждая частичка пыльцы, которая попадает на рыльце пестика, содержит два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку (собственно оплодотворение), а другой — центральную клетку (её вторичное ядро) зародышевого мешка. Из оплодотворённой яйцеклетки образуется зародыш, а из центральной клетки — эндосперм с запасом питательных веществ для зародыша.
Покрытосеменные являются наиболее высокоорганизованной и наиболее численной группой среди высших растений и насчитывают около $250$ тысяч видов, которые объединяются приблизительно в $10 \ 000$ родов и $300$ семейств. Они наиболее распространены на земном шаре и являются самыми важными на практический (экономический) взгляд
Потому систематика покрытосеменных, вопрос их эволюции и развития имеют не только большое теоретическое, но и очень важное практическое значение
Цветковые растения имеют важное хозяйственное значение как пищевые, кормовые, технические, лекарственные, медоносные и декоративные растения
Особенности покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения появились на Земле после голосеменных и существуют уже более 100 миллионов лет. За это время неоднократно изменялся климат. Вместе с ним менялись и эти организмы. И когда появился разумный человек, он застал на суше и в воде в основном те растения, которые живут и в наше время. Среди них господствующее положение занимают покрытосеменные или цветковые растения.
Какие же растения считаются покрытосеменными? Внешнее строение покрытосеменных схоже с хвойными – у них есть корень, стебель, листья. Однако отличием покрытосеменных является наличие цветка и плода. Из цветка образуется плод с семенами, все они считаются органами покрытосеменных растений. Плод покрывает семена, защищая их от неблагоприятных условий, поэтому они и получили название покрытосеменные.
Помимо перечисленных признаков для покрытосеменных характерно наличие хорошо развитой проводящей системы, обеспечивающей быстрое передвижение питательных веществ в растении. Как и все зеленые растения, представители отдела покрытосеменные способны создавать органические вещества из углекислого газа и воды.
Размножение покрытосеменных осуществляется так же, как и у голосеменных, то есть семенами. Семена покрытосеменных растений формируются при оплодотворении, которое не связано с водой.
Отличительной особенностью покрытосеменных является двойное оплодотворение, при котором одна мужская клетка сливается с яйцеклеткой, а другая – с вторичной клеткой. В результате образуются семена, в которых зародыш снабжен запасом питательных веществ.
Для покрытосеменных растений характерно и бесполое или вегетативное размножение. В этом случае новый организм формируется из части какого-либо органа взрослой особи, например листа, стебля, корневища. Оба эти типа размножения способствовали быстрому распространению представителей отдела покрытосеменные.
Следует обратить внимание на то, что среди этого отряда есть разные формы организмов — деревья, кустарники и травы
Деревья имеют высокий и толстый стебель – ствол, который ветвится. Верхняя часть ствола и отходящие от него ветви образуют крону. Широко известны береза, осина, дуб, клен.
У кустарников стебли отходят от корня пучком, прямо из-под поверхности почвы. Распространены в России шиповник, малина, смородина и другие.
Травы не имеют одревесневающих стеблей и с приходом холодов надземные побеги отмирают. Новые организмы появляются из корней на будущий год. Эти травы считаются многолетними. Однолетние травянистые виды живут всего один сезон. Зимовать у них остаются только семена.
Травянистые растения
Покрытосеменные – это самая распространенная и многочисленная группа растений. Они приспособились к самым различным условиям внешней среды. Мы встречаем их на севере, юге, в низинах, горах, пустынях, водоемах.
Строение покрытосеменных растений
У цветка различается цветоножка, цветоложе, околоцетник, тычинки и пестики. В зависимости от вида, некоторые элементы могут отсутствовать. Цветки, у которых есть и тычинки, и пестики называются обоеполыми. Цветки, у которых только пестик, называются пестичными, а при наличии только тычинки – тычиночными.
Схема строения
Цветоножка — это междоузлие под цветком. Цветки, у которых нет цветоножки, называются сидячими.
Цветоложе — представляет укороченную стеблевую часть цветка. На её поверхности находятся остальные элементы цветка.
Околоцветник — это стерильная часть цветка или его покров. Он может быть как простым, так и двойным. Простой околоцветник может быть венчиковидным, образованным из ярко окрашенных листочков, или чашечковидным, образованным зелеными листочками. Цветки, у которых нет околоцветника, причисляются к голым.
Чашечка — это наружная часть двойного околоцветника, который представлен совокупностью чашелистиков. Чаще всего чашечка отличается небольшими размерами и зеленым цветом. Она имеет сходства с обычными листьями растения, но отличается более простым строением.
Венчик — это внутренняя часть двойного околоцветника. Она имеет вид совокупности лепестков, которые отличаются яркой окраской. Как правило, количество этих лепестков разнится. По своим размерам лепестки могут быть одинаковыми или разными. Все зависит от вида растения. Основная функция венчика заключается в привлечение опылителей.
Классификация органов
Компоненты покрытосеменных растений классифицируют на несколько видов. Выделяют вегетативные и генеративные органы. С помощью схем или фотографий их невозможно различить, так как подобная классификация является функциональной.
С помощью вегетативных органов растения увеличиваются в размерах, то есть растут. Также данные элементы отвечают за минеральное питание и фотосинтез. Вегетативные органы представлены:
- корнем;
- стеблем;
- листьями.
Перечисленные компоненты растительных организмов обеспечивают вегетативное размножение. Так происходит развитие нового организма на основе многоклеточной части материнского.
С помощью генеративных органов растения размножаются половым путем. К этой категории органов относят:
- цветок;
- плод;
- семя.
Семена могут отличаться по размерам, а также форме и цвету. К примеру, расхождения в характеристиках семян хорошо заметны при сравнении строения этих органов у яблони, фасоли, тыквы, огурца, гороха и хлопчатника.
Примечание
Наиболее крупными размерами обладают семена сейшельской пальмы. Данное реликтовое растение можно встретить на холмах и долинах на территории двух древних гранитных островов, входящих в Сейшельский архипелаг. Длина семян составляет около 50 сантиметров, а масса может превышать 10 килограмм.
Эндосперм семени и жизненный цикл
Эндосперм — это питательная ткань зародыша, обладающая триплоидным набором хромосом.
Источником образования эндосперма выступает запасающая паренхима, в которой содержатся большие объемы крахмала, растительных жиров или белка.
Эндосперм встречается у большинства однодольных и двудольных. Отсутствует у бобовых, сложноцветных, тыквенных, крестоцветных. У клена, березы, дуба и липы эндосперм на ранних стадиях поглощается растущим зародышем.
Жизненный цикл
Жизненный цикл покрытосеменных растений состоит из 4 периодов:
- Зародышевый — формирование зиготы, ее многократное деление, образование зародыша.
- Вегетативный — прорастание семени, формирование корней, побегов.
- Генеративный — появление цветков, плодов, семян.
- Заключительный — замедление роста, потеря способности формировать генеративные органы.
Охраняемые виды растений
В Красную книгу России занесено около 500 видов растений, которые скоро исчезнут. Среди них 23 вида злаков: несколько разновидностей ковыля, мятлик, пырей и др. Дубы, клены и другие деревья тоже нуждаются в защите и охране.
Сейчас разрабатываются новые способы сохранения исчезающих видов растений.
Способов охраны несколько:
- устройство заказников, заповедников и природоохранных зон;
- культурное разведение исчезающих видов;
- ограничение или прекращение заготовки ценных видов растений.
Ботанические парки и дендрарии выполняют не только природоохранную функцию, но и просветительскую. В таких местах можно получить больше информации об охраняемых растениях и разрабатывать новые способы охраны редких и исчезающих видов.
Класс однодольные
В основе деления отдела цветковых (покрытосеменных) растений лежит признак, который заключается в количестве семядолей. Растения класса однодольные имеют всего одну семядолю. Основные признаки однодольных растений:
- Зародыш с одной семядолей имеет два главных проводящих лучка. Прорастает подземно.
- Лист не имеет черешка и отличается наличием влагалищного основания с параллельным или дуговым жилкованием.
- Отсутствие камбия, а проводящая система представлено большим число отдельных пучков.
- Наличие мочковатой корневой системы. Зародышевый корешок отмирает очень рано, заменяясь системой придаточных корней.
- Чаще всего однодольные растения имеют травянистую форму жизни.
- Количество элементов цветка может быть кратно 3, редко – 4.
Практически четверть всех цветковых растений являются однодольными. Самыми распространенными и значимыми являются: орхидные, злаковые, осоковые, пальмовые, ароидные, бромелиевые, спаржевые, луковые и лилейные. Некоторые однодольные растения человек употребляет в пищу (например, чеснок, спаржа и пшеница). Многие растения получили широкое распространение в народной и традиционной медицине, для изготовления волокон ткани, для производства бумаги, краски и мебели. Рассмотрим подробнее семейство злаки и лилейные.
Видеоурок про однодольные растения
Семейство Злаки
В семейство злаковые относят различные зерновые культуры, которые употребляются в пищу. Это семейство встречается на всех континентах, в том числе и в Антарктиде. В природе они приобрели крайне разнообразные жизненные формы. Они могут быть как однолетними, так и многолетними растениями, которые представлены травами, кустарниками и деревьями. Всего их насчитывают порядка 11 тысяч разновидностей.
Стебли злаковых растений простые или ветвистые. Могут быть цилиндрической или сплюснутой формы. У многих растениях полые междоузлия, а наличие ткани есть только в узлах. Такой стебель называется соломиной. Листья могут быть линейными или ланцетными. В месте перехода влагалища в пластинку находится специальный вырост, который называется язычок. Форма этого выроста является основной особенностью злаков. Цветки окрашены в желтовато-зеленый цвет. Отличаются мелкими размерами и собираются в соцветия – колоски, которые образуют колос, кисть, метелку. Возле основания у каждого колоса находится две колосковые чешуи, которые закрывают сам колосок. В одном колоске располагает от 2 до 5 цветков. Околоцветник представлен двумя цветочными чешуями и пленками. В двуполом цветке содержатся три тычинки и пестик. Плод – зерновка (орешек или ягода).
Примеры злаковых
Пшеница
Рожь
Ячмень
Овес
Мятлик
Семейство Лилейные
Семейство лилейные зародилось на территории Китая и Азии. На данный момент известно о 610 разновидностей этих растений. Прижились они в местах с умеренным и тропическим климатом. Основная часть семейства представлена травянистыми многолетними растениями, чуть реже – кустарниками и деревьями. Отличительная черта этого семейства заключается в видоизмененном подземном побеге и простом околоцветнике. Самыми распространенными декоративными представителями этого семейства являются тюльпаны и лилии.
Для многолетних трав семейства лилейных характерно наличие корневища и луковицы. Цветки двуполые или однополые. Околоцветник венчиковидный, но встречаются представители с чашечковидным. В цветке располагаются тычинки, количество которых соответствует количеству листиков околоцветника. Пестик всего один. Плодом является коробочка из трех гнезд, иногда – ягода. Стебли растения сочные и прямые. Лепестки хорошо выраженные и яркие.
Примеры лилейных
Ллойдия
Номохарис
Нотолирион
Трициртис
Тюльпан
Гиацинт
Плоды, корень и листья покрытосеменных растений
В плодах семейства покрытосеменных растений может находится различное количество воды. По этой причине они подразделяются на сочные и сухие. Если плод представлен одним семенем, то его называют односеменным, если большим числом – многосеменным. У большинства злаковых растений плоды сухие и односеменные. Стенка плода очень плотно соприкасается с кожурой семени. Многосеменные сухие плоды вскрываются при созревании. Благодаря такой особенности обеспечивается лучшее распространение семян. Такой плод как боб, характерный для гороха, вскрывается при помощи двух створок, к стенкам которых прикрепляются семена. Стручок вскрывается также, как и боб. Однако отличие заключается в наличии перегородки, которой нет у бобовых плодов. Плоды в виде коробочек вскрываются различными способами. Например, у мака – дырочками, а у хлопчатника – раскрытием створок.
Корень является одним из основных вегетативных органов. Основная его задача заключается в поглощении различных питательных элементов из почвы и воды. Полученные вещества корень передает надземным органам. У многих растений корень является вместилищем всех питательных веществ.
Схема корня
Лист — это боковой орган побега. Основная его функция заключается в осуществлении процесса фотосинтеза. В результате, листья на побегах лучше всего улавливают свет. Многие листья покрытосеменных растений окрашены в зеленый цвет и состоят из черешка и листовой пластинки. Листья, которые крепятся к стеблю с помощью корешка называются черешковыми, а без него – сидячими. Также листья классифицируются по жилкованию. Они могут быть как простыми, так и сложными. У простых листьев имеется листовая пластика и черешок, у сложных – на черешке крепятся несколько листочков.
Механизмы реализации основных жизненных функций покрытосеменных растений
Рисунок 1. Строение цветка. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Поскольку отличительной чертой строения покрытосеменных растений является наличие цветка, необходимо рассмотреть его строение. Любой цветок развивается из генеративной почки. В зависимости от видовой принадлежности покрытосеменного растения строение цветка может отличаться, но общий план строения сохраняется. Тонкий стебелек, на котором развивается цветок называет цветоножкой, у некоторых цветков она отсутствует, следовательно, такие цветки называют сидячими. Цветоножка вверху переходит в цветоложе, которое обычно представляет собой утолщение стебелька. Обычно цветоложе имеет зеленый цвет. Из цветоложа растут остальные части цветка.
У основания цветков находятся чашелистики, которые образуют чашечку. Окрашенные, яркие лепестки формируют венчик, который необходим для привлечения опылителей. Венчик может иметь абсолютно разную окраску и быть представлен различными размерами, а также количеством лепестков. Ветроопыляемые растения, как правило, не имеют ярко окрашенного венчика. Чашечка и венчик образуют околоцветник. Главными генеративными частями цветка называют тычинки и пестики.
Тычинками называют мужские части цветка, которые содержат пыльцу (спермии цветковых растений). Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. Столбик и рыльце улавливают пыльцу. Завязь пестика в дальнейшем превращается в плод. У большинства покрытосеменных растений цветки имеют пестики, тычинки (обоеполые цветки). У многих видов они отличаются по строению. Иногда встречаются ситуации, при которых цветок имеет только тычинки – мужской тип цветка. Цветки с пестиками называются – женскими.
Замечание 1
Кроме того, если у вида растения цветки однополые, то мужские и женские цветки могут расти на одном растении, или на разных. В первом случае растение называется однодомным, а во втором — двудомным.
Однодомные и двудомные растения в равной степени представлены во всех ареалах Земли.
Благодаря специфическим особенностям цветков, растения могут реализовать уникальный процесс двойного оплодотворения, основной смысл которого заключается в одновременном оплодотворении двумя спермиями яйцеклетки и центральной клетки завязи пестика. При этом образуется зигота и эндосперм, имеющий триплоидный набор хромосом. Двойное оплодотворение было открыто Навашиным и признано прогрессивным ароморфозом в процессе эволюционного развития растительных организмов.
Таким образом, подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что цветковые растения представляют собой весьма прогрессивную группу живых организмов, что обусловлено их внешним и внутренним строением. При этом она насыщена видовым разнообразием, обладает оригинальными чертами строения, что только подчеркивает эволюционную значимость данной группы растительных организмов.