в чем различие голосеменных и покрытосеменных растений
Разница между покрытосеменными и голосеменными
Голосеменные и покрытосеменные являются представителями двух групп семенных растений, последовательно появившиеся на Земле и распространившиеся по ней.
Покрытосеменные растения иначе именуют Цветковыми. Они относятся к высшим растениям, которые «обзавелись» цветком, как органом полового размножения и местом, где формируется завязь, а потом плод.
Цветок покрытосеменных растений – это ключевой орган генеративного или полового размножения. В нем происходит двойное оплодотворение, открытое у представителей группы Навашиным. Суть его в том, что из мужского гаметофита, представленного пыльцевым зерном, прорастает 2 спермия. Первый оплодотворяет яйцеклетку – семязачаток, другими словами — видоизмененный женский спорангий. При этом образуется зигота, тотипотентная клетка, способная произвести на свет новую, получившую свой комплект генов от обоих родителей.
Второй спермий сливается с полярными тельцами. Они находятся в «свободном плаванье» в центре зародышевого мешка. После завершения процесса слияния-оплодотворения в архегонии образуется первичный эндосперм, обладающий полиплоидным набором хромосом. Большинство покрытосеменных имеют триплоидный хромосомный комплект.
Эндосперм нужен для того, чтобы обеспечивать семя питательными веществами, поступающими из материнского организма. Здесь же происходит импритинг генов, явление, при котором наследственная информация, несомая нуклеотидами ДНК, преобразуется в функциональную среду – белки и РНК. Здесь же находятся гормоны цитокинины, стимулирующие деление клеток и формирование органа зародыша.
Весь процесс происходит у покрытосеменных в полости завязи, нижней вздутой части пестика цветка. Завязь защищает семязачаток от высыхания, температурных колебаний и атак насекомых. После удачного завершения процесса оплодотворения завязь становится плодом, в середину которого надежно упрятаны семена, образованные из семязачатка.
Строение зародыша семени позволило выделить у Покрытосеменных 2 класса – Двудольных и Однодольных растений. Популярными представителями первого являются магнолии, лютики, гвоздики, капуста, жимолость, колокольчик. Во вторую группу вошли лилии, пальмы, орхидеи, аир и спаржа.
Голосеменные растения появились в палеозое, в девоне. Они считаются прародителями покрытосеменных. К этой группе относятся гинковые, саговниковые, хвойные и самые продвинутые — гнетовидные, удивительные растения, семена которых покрыты оболочкой. Почему удивительные? – Вельвичия, пенек с двумя листками, лианы и эфедра являются яркими представителями класса.
Вельвичия удивительная (лат. Welwítschia mirábilis)
Основной особенностью голосеменных является незащищенность семязачатка, а впоследствии – семян. Завязь представлена чешуйкой женской шишки, на которой посажены одна или несколько семяпочек. Из него развивается семя – зародыш, покрытый защитной семенной кожурой. Эндосперм, накапливающий питательные вещества, формируется из тела женского гаметофита до начала процесса оплодотворения.
Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Строение голосеменных и покрытосеменных растений
Из нашей статьи вы узнаете, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных, которые еще называют цветковыми. Дело в том, что представители последних на современном этапе развития органического мира занимают господствующее положение. С какими особенностями их строения это связано? Давайте разберемся вместе.
Корень
Характеристику голосеменных и покрытосеменных растений начнем с особенностей морфологии. Подземная часть представлена корнем. Голосеменные, большинство представителей которых относятся к классу Хвойные, имеют хорошо развитые главный и боковые корни. Они глубоко проникают в почву, обеспечивая растению надежное закрепление и минеральное питание.
Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Последние могут формировать корневую систему двух типов. У представителей класса Двудольные она стержневая. Такая структура представлена главным и боковыми корнями. Типичными примерами таких растений являются яблоня, вишня, морковь, редька. У однодольных растений корни растут пучком. Формируются они прямо на побеге. Такая корневая система называется мочковатой. Подобные структуры характерны для злаков.
Из корня вода поступает к надземной части растения. Древесина хвойных не имеет проводящих элементов, которые называются сосудами. Ткани покрытосеменных состоят из специализированных клеток, каждая группа которых выполняет свои функции.
Листья
Голосеменные растения имеют характерные листья. Они называются хвоинками. Такие листья игловидные, что обусловливает небольшую поверхность для транспирации. Устьица хвоинок погружены глубоко в кожицу листьев, а на зиму они запечатываются воском. Благодаря таким особенностям строения хвойные не сбрасывают зеленое убранство на зиму. Хотя листопад у таких растений все-таки происходит. Но этот процесс осуществляется постепенно и непрерывно, поэтому практически незаметен.
Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Все цветковые являются листопадными. Их листья разнообразны по форме, размеру и характеру расположения на побеге. Зимой процесс транспирации не прекращается. Поэтому растение сбрасывает листья, защищаясь от излишней потери влаги и механических повреждений при налипании льда и снега.
Цветок
Существенные отличия наблюдаются и в особенностях размножения голосеменных и покрытосеменных растений. Первые не формируют цветков, а значит, и плодов. А что же такое шишки? Это видоизменения побега, функцией которых является половое размножение. Семена располагаются на чешуйках шишек открыто, они не защищены. Отсюда и название отдела.
Опыление
Строение покрытосеменных растений обусловливает наличие нескольких способов опыления. Этот процесс всегда предшествует оплодотворению. У этой группы растений его суть заключается в переносе спермиев с пыльника тычинки на рыльце пестика. Естественное опыление происходит при помощи ветра, воды, насекомых, птиц или животных.
Жизненные формы
Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Они представлены только древесными формами. Хотя встречаются среди них интересные представители. Это вельвичия удивительная. Только представьте, стебель этого растения практически полность скрыт в песке. Снаружи находятся только два листа. Длина каждого из них больше метра. Сильные пустынные ветра разрывают их на отдельные полосы. Издалека они похожи на переплетающиеся клубки змей.
Прогрессивные черты
Как видите, строение голосеменных растений отличается более сложной структурой. То же самое можно сказать и о физиологических процессах. Прежде всего это касается процесса двойного оплодотворения, которое происходит в завязи пестика. Его результатом является формирование зародыша и запасного питательного вещества, который называется эндоспермом. Это резерв, необходимый для развития семени. Функцию механической защиты осуществляет кожура.
У голосеменных растений эндосперм практически отсутствует. Семена, которые открыто лежат на чешуйках шишек, не имеют собственного запаса необходимых веществ. Они оснащены только пленчатой структурой, которая способствует их распространению при помощи ветра. Оказавшись на земле, многие семена замерзают или засыхают.
Плоды цветковых растений не только защищают зародыш, но и обеспечивают расселение семян. Для этого плоды имеют целый ряд приспособлений. К примеру, репейник переносят на своей шерсти различные животные. Крылатка клена легко переносится ветром. Коробочка мака трескается сама, автоматически рассыпая семена вокруг.
Чем отличаются растения покрытосеменные и голосеменные?
Знать различия между покрытосеменными и голосеменными позволяет определить классификационные закономерности каждой составляющей группы высших растений. В связи с этим высшие растения, репродуктивные структуры которых распознаются невооруженным глазом, классифицируются под названием фанерогам..
Эти виды характеризуются тем, что являются наземными, обычно выполняют процесс фотосинтеза, цветения и размножения семенами. Сперматофиты составляют около 280 000 видов и классифицируются на две группы без таксономического качества: голосеменные и покрытосеменные.
-покрытосеменные: ангио = стекло, сперма = семя; то есть семена защищены структурой, называемой яичником.
покрытосеменные
Покрытосеменные составляют наибольшую группу наземных растений, характеризуются широкой дифференциацией растительных тканей и функциональных органов. Морфологически эти растения относятся к травянистому, кустарниковому или древесному типу..
Это растения, которые производят цветы, а семена развиваются в защитной структуре, которая впоследствии становится плодом. Кроме того, по количеству семядолей их семена классифицируются на двудольные и однодольные.
— Однодольные. Семя имеет одну семядоль, такую как рис, пшеница и кукуруза, а также цветочные виды, такие как орхидеи и нарциссы..
— Двудольные. Семена имеют две семядоли. Листья имеют сетчатые ребра, такие как розы и подсолнухи.
У покрытосеменных растений, часто называемых цветущими растениями, есть следующие характеристики:
— Временный или преходящий жизненный цикл, который подчиняется каждой сезонной фазе года. Это растения однолетнего или полугодового цикла, которые инициируют прорастание весной и завершают плодоношение осенью..
— Репродуктивный механизм, присутствующий в цветах, однополого или гермафродитного типа.
— Производит настоящие плоды, которые после оплодотворения выполняют функцию защиты семян.
— Листья часто плоские и пучковые.
— Оплодотворение производится косвенным опылением, оно представлено благодаря вмешательству внешних агентов, которые способствуют тому, что пыльца одного цветка действует на клеймо другого.
голосеменных
Листья часто чешуйчатые или игольчатые, тычинки и простые ковры, которые никогда не бывают на одном и том же цветке (однополые цветки). Плоды расположены по спирали вокруг оси в виде стробила.
Что касается цикадофитино или цикадофитов, то они содержат около 250 видов элементарных признаков. Это кустарники или деревья с небольшими ветвями и сложными листьями, с одноклеточными цветами в отдельных стволах (диойками) или гермафродитными цветами..
В этой области голосеменные растения являются сосудистыми растениями, которые производят семена. Их обычно называют хвойными и имеют следующие характеристики:
— Многолетний жизненный цикл, не представляет изменений по отношению к климатическим изменениям.
— Область листа является особенной для нитевидных и заостренных листьев.
— Деревья имеют древесный стебель с мягкой текстурой дерева.
— Пара обнаруженных яйцеклеток расположена на прицветниках.
— Они не развивают настоящие плоды. После оплодотворения семя произведено. В некоторых случаях производится ложный плод в форме ананаса, который защищает семена.
— Семя незащищено и в подавляющем большинстве является однополым.
— Оплодотворение осуществляется путем прямого опыления. Процесс происходит, когда пыльца цветка попадает на клеймо того же цветка..
Морфологические различия между голосеменными и покрытосеменными
Преобладающие черты
покрытосеменные: сосудистые растения с цветами и семенами защищены плодами.
голосеменных: сосудистые растения с цветами и свободными или непокрытыми семенами.
Вегетативная форма
покрытосеменные: древесный, кустарниковый и травяной.
голосеменных: древесно-кустарниковый.
Привычка роста
покрытосеменныелюбой биотип; травы, кустарники и деревья.
голосеменных: деревья или кусты с лигнином.
корень
покрытосеменные: разветвленная радикальная система без преобладания главной оси. Кроме того, они представляют широкое вторичное развитие у древесных пород.
голосеменных: Ротационная система поворотного типа с поверхностными корнями и значительным вторичным ростом.
стебелек
покрытосеменные: толстый и древесный, разнообразный, с достаточным количеством пробки и вторичным ростом. Слои стебля состоят из кортикального эпидермиса или коры, сосудистой области и медуллярной области..
голосеменных: древесный, однородный с плодовитым вторичным ростом. Образуется из коры, сосудистого камбия и дерева..
кора
покрытосеменные: образованный трахеидами и трахеидами. Они развивают твердую текстуру дерева.
голосеменных: образован трахеидами. Текстура дерева мягкая.
последствия
покрытосеменные: simpódicam Оси закрыты иди растут.
голосеменных: монопод, все оси остаются закрытыми во время роста.
листья
покрытосеменные: многогранные листья: сидячие, черешковые, простые или сложные. Нервная система сложна.
голосеменных: сидячие листья простые или сложные ланцетной или игольчатой формы. Нервная система проста с одним центральным нервом.
Сосудистое устройство
покрытосеменные: в форме проводящих сосудов или трахей.
голосеменных: они клетки, называемые трахеидами.
камбий
покрытосеменные: Присутствующий или отсутствующий камбий.
голосеменных: камбий присутствует.
Frutos
покрытосеменныенастоящее Они развивают настоящие плоды.
голосеменных: отсутствует. Формируются ложные плоды, которые служат для защиты семян.
Количество видов
покрытосеменные: Более 250 000.
голосеменных: Около 850
Распределение и среда обитания
покрытосеменные: наземные, водные или эпифитные. Они расположены по всей планете в основном в американских тропиках и в бассейне Амазонки..
голосеменных: земля. Они расположены в тропическом регионе планеты и в умеренных зонах обоих полушарий..
примеров
покрытосеменные: Кедр, кика, гинкго билоба, сосна и красное дерево.
голосеменных: авокадо, хризантема, черимойя, подсолнечник и магнолия.
Репродуктивные различия между покрытосеменными и голосеменными
Репродуктивные структуры
покрытосеменные: цветы.
голосеменных: стробили.
Жизненный цикл
покрытосеменные: часто сезонный.
голосеменных: круглогодичный.
Репродуктивная система
покрытосеменные: Репродуктивная система расположена у однополых или бисексуальных цветов.
голосеменных: Является ли репродуктивная система однополой и с шишками, ананасом или стробилом.
gametofitos
покрытосеменные: очень маленький, мужской 2-3 клетки, женский 8 клеток или меньше.
Мужские гаметы
покрытосеменные: нет гамет, только сперматозоиды.
голосеменных: они жгутиковые и подвижные.
оплодотворение
покрытосеменные: происходит двойное оплодотворение, часто синкопагамия, и отсутствие архегония.
голосеменных: Оплодотворение простое, синкопегамия или зоидиогамия, присутствует архегония.
яйцеклетка
покрытосеменные: bitegmico, с двумя кожными покровами, заключенными в яичник.
голосеменных: unitégmico, с одним оболочкой, голая.
семена
покрытосеменные: они защищены внутри плода. Они представляют одну или две семядоли.
голосеменных: семя голое, лишено защитной структуры. Они представляют многочисленные семядоли.
цветок
покрытосеменные: в основном гермафродитные цветы.
голосеменных: однополый.
прицветники
покрытосеменные: цветочная брактеада (с 1 или 2 профилями) и околоцветником, состоящим из лепестков и чашелистников.
голосеменных: цветок bracteada типа acclamídeas, без околоцветника.
опыление
покрытосеменные: обычно зоофилией (транспортным агентом являются животные). Косвенный: пыльца захватывается стигмой.
голосеменных: для анемофилии (транспортным средством является ветер). Прямая, пыльца захватывается яйцеклеткой.
Дисперсионный блок
покрытосеменные: плод (семя, окруженное стеной из ковра).
голосеменных: семя голое или самое большее сгруппировано в псевдо-плод, яйцеклетка подвергается воздействию воздуха.
Половое размножение
покрытосеменные: быстро.
голосеменных: очень медленно.
Сходство, отличия и признаки: голосеменные и покрытосеменные растения
Основной отличительной чертой растений, относящихся к данному виду, является размножение с помощью семян. Голосеменные и покрытосеменные растения относятся к общей группе семенных (сперматофитов). Они представляют собой группу высших. Рассмотрим, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных представителей растительного мира. …
Структура и особенности размножения
Этот отдел семенных растений считается самым древним (появился около 350 млн лет назад). Предполагают, что они эволюционировали от споровых папоротников. Однако первые уже имеют семяпочку (женский спорангий) и пыльцевые зерна.
Общие черты растений Внимание! Размножение семенами – одна из основных адаптаций к наземному существованию. Это является эволюционным скачком, с помощью которого семенные растения могут размножаться без непосредственного взаимодействия с водой, распространяться на большие территории и повысить сохранность потомства за счёт запаса питательных веществ. Растения выполняю важную функцию, создавая покров планеты и выделяя большое количество кислорода.
Древесные растения без цветения
Голосеменные сложно спутать с другими видами, перечислим основные признаки голосеменных растений:
Внимание! Жизненные формы голосеменных включают только древовидные и кустарниковые растения. Трав среди них не встречается. Представителями самых больших размеров являются секвойя и кедр. Голосеменные растения
Чаще всего в качестве примера для процесса размножения выбирают сосну обыкновенную. Она является однодомной. Мужские (крупные с красноватым оттенком) и женские (маленьких размеров, зелёного или сизого цвета) генеративные органы расположены на одном растении.
Пыльца микростробил переносится с помощью ветра и попадает на семязачатки мегастробил, где осуществляется опыление. Через пыльцевые трубки частицы пыльцы проникают к яйцеклетке, формирующейся в архегонии. Пыльцевые зёрна образуют два спермия, один из которых оплодотворяет яйцеклетку. Так зарождается зигота. Она остаётся окруженной семязачатком, несущим в себе запас питательных веществ. Семя может прорастать в течение нескольких лет внутри шишки. Спустя необходимый промежуток времени – семена покидают оболочку и рассыпаются по поверхности земли.
Цветущие растения
Отдел покрытосеменных – самый высокоразвитый из всех представителей растительного мира. Он насчитывает более 300 тысяч видов и распространён практически повсеместно. Органы покрытосеменных растений бывают генеративные (цветок, отвечающий за размножение) и вегетативные, которые обеспечивают наличие механической опоры, транспортировку, прохождение процессов фотосинтеза, газообмена, а также накопление питательных веществ.
Покрытосеменные растения
Основными характерными чертами покрытосеменных являются следующие:
Это интересно! Кто такие эукариоты и прокариоты: сравнительная характеристика клеток разных царств
Главные различия
Для разграничения видов необходима сравнительная характеристика голосеменных и покрытосеменных растений. Два их отдела практически полностью отличаются друг от друга. Для более яркого примера, в чем состоит разница между голосеменными и покрытосеменными, ниже представлена поясняющая таблица.
Отличительные черты растений
Таблица: Различие и сходство покрытосеменных и голосеменных растений
Различие голосеменных и покрытосеменных растений
Признак | Голосеменных | Покрытосеменных |
Семя | семя «лежит» открыто на чешуе шишки | семяпочка защищена завязью |
Цветок | не образуют цветы | наличие цветков |
Ткани | в древесине сосуды не развиты | ткани максимально приспособлены к выполнению своих функций |
Опыление | опыление происходит с помощью ветра | опыление происходит ветром, насекомыми, птицами, млекопитающим |
Жизненные формы | только древесные формы | деревья, кустарники и травы |
1. Переход от спор до семян.
Первыми семенными растениями были ныне вымершие семенные папоротники, они дали начало голосеменным растениям. Голосеменные – это древние семенные растения, находящиеся на пути биологического прогресса. Появились они на Земле свыше 350 млн. лет назад, задолго до возникновения покрытосеменных. Ученые считают, что голосеменные произошли от древних разноспоровых семенных папоротников, которые не дожили до наших дней. Отпечатки семенных папоротников находят в глубоких слоях земной коры.
Особенности строения и процессов жизнедеятельности хвойных.
У большинства видов листья – хвоинки (откуда и происходит название класса) – имеют вид иголок. На поперечном срезе хвоинки округлые, ребристые (сосна, ель) либо напоминают плоские удлиненные чешуйки (лиственница, кипарис, туя). Небольшая площадь листьев и особенности их устьиц (они углублены в толщу листа и могут на зиму запечатываться воском) обеспечивают почти полное прекращение испарения воды зимой.
В коре и древесине хвойных есть много канальцев, называемых смоляными ходами. Они заполнены густой жидкостью. При повреждении ствола на его поверхности быстро появляются капли клейкой жидкости – смолы. Она выделяется из смоляных ходов и затягивает рану, предотвращая попадание в нее болезнетворных микроорганизмов.
Размножение хвойных рассмотрим на примере сосны. Сосна начинает формировать семена на 12–15–м году жизни. Пыльцевые зерна и семязачатки образуются в шишках – укороченных видоизмененных побегах, у которых листья преобразованы в чешуйки.
Сосна – однодомное растение, поскольку мужские (с пыльниками) и женские (с семязачатками) шишки образуются на одной особи.
Молодые женские шишки сосны красноватого цвета, расположены на верхушках стеблей. Все их чешуйки плотно прилегают друг к другу. По два семязачатка (а потом и семена) расположены открыто на верхней поверхности внутренних чешуек. Серо–желтые мужские шишки образуются у основания молодых удлиненных побегов. На каждой чешуйке мужской шишки расположены по два пыльника, в которых формируются пыльцевые зерна. Между двумя оболочками, покрывающими пыльцевое зерно, образуются полости, заполненные воздухом (воздушные мешки). Они уменьшают вес пыльцевого зерна, поэтому пыльца хвойных переносится ветром на большие расстояния.
Во время опыления чешуйки женской шишки расходятся, а семязачатки выделяют каплю клейкой жидкости, удерживающей пыльцевое зерно. После опыления чешуйки смыкаются, шишка закрывается, а пыльцевое зерно прорастает пыльцевой трубкой. Эта трубка медленно растет и достигает яйцеклетки только через 12–15 месяцев с момента опыления. Во время роста пыльцевой трубки по ней к семенному зачатку продвигаются два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой погибает.
Таким образом, процесс оплодотворения у хвойных во многом напоминает такой же процесс у покрытосеменных, однако так называемое двойное оплодотворение не происходит. Покровы семязачатка со временем образуют кожицу семени. Как и у покрытосеменных растений, у хвойных зародыш семени снабжен запасом питательных веществ.
Семена сосны созревают в конце следующего (второго со времени опыления) лета. Женская шишка разрастается, зеленеет, а затем буреет, ее чешуйки расходятся, и семена высыпаются. Благодаря крыловидным выростам семена сосны хорошо переносятся ветром. Они нетребовательны к условиям окружающей среды и могут прорастать даже на скалах, выдерживать сильные морозы. Однако проростки сосны не выносят затенения.
3. Половое размножение покрытосемянных.
У покрытосеменных растений органом размножения является цветок. Для выяснения функционирования цветка необходимо проследить, какие процессы происходят в тычинках и пестиках. Как сказано выше, тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Каждый пыльник образован двумя половинками, в которых развивается по две пыльцевые камеры (гнезда) — микроспорангии. В гнездах молодого пыльника имеются особые диплоидные клетки —микроспороциты, или материнские клетки микроспор. Каждый микроспороцит претерпевает мейоз и образует четыре микроспоры. Здесь же, внутри пыльцевого гнезда, микроспора увеличивается в размерах, ядро ее делится митотически, и образуется два ядра — вегетативное и генеративное. На поверхности бывшей микроспоры образуется прочная целлюлозная оболочка с несколькими округлыми порами, сквозь которые в конечном итоге прорастают пыльцевые трубки. В результате этих процессов каждая микроспора превращается в пыльцевое зерно (пыльцу) —мужской гаметофит цветковых растений.
4. Черты однодольных и двудольных растений.
В отделе Покрытосеменных (Цветковых) растений выделяют два класса — Двудольные и Однодольные растения. Двудольные растения появились раньше, в последствие от них произошли однодольные. По количеству видов двудольных растений больше. Многие признаки являются общими для обоих классов. Однако у них есть существенные различия по ряду признаков.
Отличительные признаки двудольных растений:
· У зародыша семени две семядоли. Запас питательных веществ семени хранится либо в зародыше, либо в эндосперме. Зародышевый корешок дает начало хорошо развитому главному корню.
· Стержневая корневая система.
· Листья с перистым или пальчатым жилкованием.
· Проводящая ткань стебля имеет выраженное кольцевое строение. Благодаря кольцевому слою камбия стебель растет в толщину.
· Много как древесных, так и травянистых форм.
Отличительные признаки однодольных растений:
· У зародыша семени одна семядоля. Запас питательных веществ находится в эндосперме. Зародышевый корешок развит слабо. При прорастании от стебля отходят придаточные корни.
· Мочковатая корневая система.
· Листья с параллельным или дуговым жилкованием. Черешок листа либо почти не развит, либо является листовым влагалищем.
· Проводящая ткань стебля состоит из пучков. Кольца камбия как у двудольных нет.
5. Семейства растений.
Царство растений объединяет живые организмы, обладающие характерными признаками. Все они являются автотрофами, то есть могут осуществлять фотосинтез. Также все представители царства растений имеют плотные клеточные оболочки, основой которых является такое органическое вещество, как целлюлоза. Крахмал у растений – запасное вещество. Несмотря на то, что растениям-сапрофитам и паразитам свойственно гетеротрофное питание, они относятся к царству растений, так как такой тип питания вторичный. Имеются и другие характерные особенности у представителей царства растений. Это определенные циклы жизнедеятельности, пути закладки органов, неподвижный образ жизни, т.д. Хотя вышеуказанные признаки не являются общими для всех групп растений, но их сочетание позволяет выделить растения, в особенности высокоорганизованные, из всех живых организмов других царств. На низшем уровне развития растения легко можно перепутать с простейшими животными. Главная отличительная особенность растений на этом уровне – наличие хлоропластов и особенности структуры клеток.
Все растения распределены по основным отделам царства растений. Это мхи, плауны, папоротники, голосеменные, хвощи и покрытосеменные (цветковые) растения. Представители отдела покрытосеменных (цветковых) растений, в свою очередь, разделены на два класса – двудольные и однодольные. Разные типы размножения растений обусловливают их деление на семенные растения и размножающиеся спорами. С учетом требований растений к условиям произрастания выделяют теплолюбивые растения и холодостойкие, теневыносливые и светолюбивые, засухоустойчивые и влаголюбивые. Те растения, средой обитания которых является вода, называются водными.
1. Общая характеристика грибов.
1. Относится около 100 000 известных видов
2. Являются эукариотами, имеют в клетках ядро (одно или несколько), есть одноклеточные и многоклеточные организмы
3. Как и растения, неподвижны, постоянно растут верхушечной частью, имеют прочные клеточные стенки, способны синтезировать витамины и гормоны, часто осуществляют вегетативное размножение
4. Как и животные, являются гетеротрофами, так как не имеют хлорофилла, питаются готовыми органическими веществами, в их клеточных стенках содержится хитин (как у животных), углеводы запасаются в виде гликогена, они способны образовывать мочевину
5. Признаки, характерные только для грибов:
-основу вегетативного тела гриба составляет грибница, или мицелий;
-она состоит из тонких ветвящихся трубчатых нитей, их называют гифами;
-гифы состоят из многоядерных или одноядерных клеток;
-плотное переплетение гифов образует плодовое тело, в котором образуются споры.
-бесполым способом – участками мицелия и спорами;
-половым способом – в результате слияния специализированных половых клеток.
-поглощают питательные вещества, всасывая их всей поверхностью;
-по типу питания могут быть сапрофитами, паразитами, симбионтами и хищниками.
9. У шляпочных грибов долго живет мицелий.
10. У некоторых паразитических грибов (например, трутовик) долго живет и плодовое тело.
2. Слизевики, Хитридиомицеты, Оомицеты, Зигомицеты, Эндомицеты.
Хитридиомицеты, класс настоящих грибов. Главным образом одноклеточные и микроскопические формы. Вегетативное тело многих хитридиомицетов представлено плазмодием или зачаточным мицелием (ризомицелий). В отличие от оомицетов клеточные стенки хитридиомицетов не имеют целлюлозы, а в качестве скелетного вещества содержат хитин. Размножение бесполое, при котором образуются зооспорангии с одножгутиковыми зооспорами, и половое (гаметогамия, оогамия, соматогамия). Возникающая при половом процессе зигота превращается в покоящуюся спору, прорастающую впоследствии в диплоидный таллом. На талломе после редукционного деления формируются зооспорангии с гаплоидными зооспорами. 3 порядка: хитридиевые, бластокладиевые и моноблефаридовые, различающиеся между собой вегетативной фазой, микроструктурой жгутиков и характером полового размножения. Свыше 90 родов, около 500 видов. Хитридиомицеты в основном водные формы, паразитирующие на пресноводных и морских водорослях, водных грибах, простейших, редко на высших растениях. Немногие — сапротрофы. Некоторые виды хитридиомицеты (например, ольпидиум, синхитриум) вызывают болезни сельскохозяйственных растений.
Оомицеты – ещё один отдел одноклеточных организмов с неясным систематическим положением. Одни исследователи относят оомицеты к грибам, другие – к протистам, третьи выделяют его в отдельное царство хромистов. Включает около 580 видов. В отличие от настоящих грибов клеточные стенки оомицетов состоят из целлюлозы, а не из хитина. Половое размножение происходит путём оогамии, когда мужская гамета сливается с женской, образуя ооспору. Размножение бесполое осуществляется посредством зооспор, образующихся в спорангиях. Подвижные споры имеют по два жгутика, вращающихся в противоположные стороны. Мицелий состоит из разветвлённых нечленистых многоядерных гиф, ветвится в межклеточном пространстве внутри листьев. К оомицетам относится целый ряд патогенных организмов, в том числе возбудители ложной мучнистой росы и фитофторы.
3. Аскомицеты, Базидиомицеты, Лишайники.
Лишайник— это живой организм, образованный симбиозом гриба и водоросли. Лишайник может быть симбиозом 1) гриба и водоросли, или 2) гриба, водоросли и цианобактерии, или 3) гриба и цианобактерии. Тело лишайника представляет собой слоевище. Выделяют три типа лишайников в зависимости от внешнего вида слоевища: накипные, листоватые и кустистые. Накипные лишайники похожи на корку, прилепленную к поверхности, обычно скалы или камня. Листоватый лишайник имеет слоевище в виде пластинок. К поверхности слоевище листоватого лишайника прикреплено толстой короткой ножкой. Кустистый лишайник похож на кустик. Кустик может подниматься над поверхностью или висеть. Симбиоз гриба и водоросли в теле лишайника очень тесный, что в результате это дает единый организм. В слоевище переплетаются гифы гриба, между ними располагаются клетки зеленых водорослей или цианобактерий. Эти клетки могут располагаться как одиночно, так и группами. Таким образом, лишайник сочетает в себе два очень разных организма. Гриб питается, а водоросль — автотрофно. Гифы гриба всасывают воду с растворенными минеральными веществами, а водоросли или цианобактерии осуществляют фотосинтез и образуют органические вещества. Лишайники размножаются участками слоевища и спорами.
Тема 6. Анатомия и морфология растений. Гистология.
Гистоло́гия — раздел биологии, изучающий строение, жизнедеятельность и развитие тканей живых организмов.
1. Ткани, системы тканей.
Первые организмы на Земле были одноклеточными. Все тело организма состояло всего-лишь из одной клетки. Позднее появились многоклеточные организмы, однако их тела состояли из одинаковых клеток. И лишь потом организмы стали состоять не только из одинаковых, но и из разных клеток. Одинаковые клетки в одном организме образуют ткани. В сложных организмах может быть целый ряд различных тканей, поэтому существует и целый ряд различных клеток.
По составу тканей растений можно определить, к какой группе они принадлежат — водорослям, мхам, папоротникам или семенным растениям.
В тканях находятся клетки, сходные по своему строению и выполняемым функциям. Ткани могут отличаться между собой плотностью расположения клеток, в одних они могут располагаться очень близко друг к другу, строя ряды клеток, в других — лежать как угодно, не плотно друг к другу, рыхло. Промежутки между клетками называются межклеточным пространством, или межклетниками. В состав ткани входят и межклетники.
Клетки образовательной ткани делятся в течение всей жизни растения. Клетки образовательной ткани лежат плотно друг к другу, делясь они образуют новые клетки и тем самым обеспечивают рост растения не только в длину, но и толщину. Кроме того, клетки образовательной ткани растений способны преобразовываться в клетки других тканей.
За создание и накопление веществ отвечаетосновная ткань. Именно в этой ткани находится хлорофилл, благодаря которому из неорганических веществ синтезируется органическое. Основная ткань преимущественно находится в листьях растений. Однако основные ткани, в которых происходит запас питательных веществ, находятся в семенах, видоизмененных корнях (клубень картофеля), стеблях (луковица) и др.
Защитную функцию выполняет покровная ткань. Она защищает снаружи все органы растения от высыхания, повреждений, перегрева. В кожице листьев и побегов клетки покровной ткани плотно сомкнуты между собой, они имеют прозрачную клеточную стенку, чтобы пропускать свет. В корнях и стеблях покровная ткань может опробковевать, превращаясь в пробку.
Благодаря проводящей ткани вещества могут перемещаться по растению. Вещества перемещаются в водных растворах, которые текут по клеткам проводящих тканей. У высших растений проводящая ткань состоит из сосудов, трахеид и ситовидных трубок. В проводящих тканях есть поры и отверстия, которые обеспечивают передвижение веществ между клетками. Проводящая ткань представляет собой разветвленную сеть, соединяющую все органы растений. Таким образом все части растения объединены в единую систему.
Механическая ткань позволяет растениям переносить различные нагрузки, например, ветер. Клетки механической ткани имеют очень прочные клеточные стенки.
Существование различных тканей связано с тем, что клеткам растений на суше приходится выполнять разные функции. Корень находится в почве и всасывает водный раствор, также удерживает растение в почве. Листья находятся на свету и отвечают за синтез органических веществ. Стебель связывает между собой разные части растения.
2. Корень, стебель, лист и их метаморфозы.
Вегетативные органы образуют тело высшего растения и длительное время поддерживают его жизнь. За счет тесного структурного и функционального взаимодействия вегетативных органов — корня, стебля и листа — осуществляются все проявления жизни растения как целостного организма: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, фототрофное питание, дыхание, рост и развитие, вегетативное размножение.
Корень — это осевой орган растения, служащий для укрепления растения в субстрате и поглощения из него воды и растворенных минеральных веществ. Кроме того, в корне синтезируются различные органические вещества (гормоны роста, алкалоиды и др.), которые затем перемещаются по сосудам ксилемы в другие органы растений или остаются в самом корне. Часто он является местом хранения запасных питательных веществ.
Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется главным. От него отходят боковые корни, способные к ветвлению. Корни могут формироваться также на надземных частях растений — стеблях или листьях; такие корни называются придаточными.
Совокупность всех корней растения составляет корневую систему.
Различают два основных типа корневых систем: стержневую, имеющую хорошо развитый главный корень, который длиннее и толще других, и мочковатую, в которой главный корень отсутствует или не выделяется среди многочисленных придаточных корней. Стержневая корневая система характерна главным образом для двудольных растений, мочковатая — для большинства однодольных.
На продольном разрезе кончика корня можно выделить несколько зон: деления, роста, всасывания и проведения. Необходимо отметить, что переход от одной зоны к другой происходит постепенно, без резких границ. Некоторые клетки начинают удлиняться и дифференцироваться еще в зоне деления, в то время как другие достигают зрелости в зоне растяжения.
Стебель — это осевая часть побега растений, состоящая из узлов и междоузлий. Стебель выполняет главным образом опорную (механическую) и проводящую функции, обеспечивая наиболее благоприятное для фотосинтеза расположение листьев и двустороннее передвижение растворенных веществ (от корней к листьям, от листьев к другим органам). Кроме того, в стеблях могут откладываться запасные питательные вещества, вода (кактусы); часто стебель является ассимиляционным органом, служит для защиты растения от поедания животными (колючки боярышника, дикой груши), для вегетативного размножения.
Стебель, как и корень, растет в высоту (длину) за счет деления и роста клеток конуса нарастания верхушечной почки.
По степени одревеснения различают стебли травянистые и деревянистые. Травянистый стебель существует обычно один вегетационный период и отличается слабым утолщением, деревянистый — многолетний, способный утолщаться неопределенно долго.
Анатомическое строение стебля соответствует его главным функциям. В нем развита система проводящих тканей, которая связывает воедино все органы растения. С помощью механических тканей стебель поддерживает все надземные органы и выносит листья в благоприятные условия освещения. В стебле имеется система меристем, поддерживающих нарастание его в длину и толщину. Нарастание стебля в толщину обеспечивается вторичной образовательной тканью— камбием, расположенным на границе коры и древесины.
Лист — это один из основных органов растения, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарения воды растением) и газообмена с окружающей средой. Листья растений весьма разнообразны по форме и внутреннему строению, однако почти всегда в них можно различить листовую пластинку, черешок и основание, которым лист прикрепляется к стеблю.
Листовая пластинка — самая важная часть типичного листа. Ее пластинчатая форма создает наибольшую поверхность на единицу объема тканей, что наилучшим образом способствует выполнению всех указанных функций зеленого листа. Черешок —суженная часть листа между его пластинкой и основанием. Листья, имеющие черешки, называются черешковыми (липа, клен, сирень), листья без черешков —сидячими (василек луговой, алоэ, гвоздика). У основания некоторых листьев образуются мелкие чешуевидные или листовидные структуры, называемые прилистниками. Они развиваются обычно раньше, чем пластинка и черешок, и предохраняют листовую пластинку от повреждения в почке (у березы, липы, черемухи, яблони); при раскрывании почки они опадают. У некоторых видов растений прилистники разрастаются, зеленеют и выполняют те же функции, что и листовая пластинка (у гороха, фиалки, розы, чины). У большинства однодольных растений основание листа расширено в охватывающее стебель влагалище (злаки, осоки, лилейные и др.); оно надежно защищает пазушные почки.
Листовые пластинки в разных направлениях пронизаны многочисленными жилками, которые представляют собой сосудисто-волокнистые пучки. Определенное расположение жилок в листовой пластинке называется жилкованием. По жилкам осуществляется передвижение воды и растворенных в ней минеральных веществ, а также отток ассимилятов. Жилки, кроме того, служат для придания механической прочности листу.
В зависимости от характера размещения боковых жилок и способов их ветвления отличают четыре основных типа жилкования: перистое — от одной главной жилки под углом отходят боковые, более мелкие (береза, ива, яблоня, груша); пальчатое — от основания листовой пластинки в виде лучей расходятся несколько равноценных жилок (клен); параллельное — многочисленные жилки тянутся от основания листовой пластинки параллельно друг другу и сближаются только на верхушке (злаки); дуговидное— жилки дуговидно изогнуты и сближаются у основания и верхушки листовой пластинки (ландыш, подорожник).
Листья бывают простыми и сложными. Простой лист имеет одну листовую пластинку, которая опадает осенью целиком. Сложный лист состоит из нескольких листовых пластинок, прикрепленных к общему черешку при помощи собственных черешочков. Благодаря этому у древесных растений осенью сложный лист опадает частями — вначале поодиночке листочки, потом черешок.
Типичное анатомическое строение листовой пластинки отражает ее приспособленность к выполняемым функциям. С обеих сторон она покрыта эпидермисом, который регулирует газообмен и транспирацию. В клетках кожицы нет хлоропластов, поэтому они беспрепятственно пропускают свет к основным тканям листа. Наружные стенки клетки кожицы, особенно с верхней стороны листа, утолщены и покрыты слоем воска или воскоподобного вещества — кутина, что предохраняет лист от перегрева и излишнего испарения воды. Этому способствует также погружение устьиц вглубь листовой пластинки, формирование волосков, создающих разные виды опушения, и др.
Особенности внутреннего строения листа определяются его главной функцией — фотосинтезом. Поэтому важнейшей тканью листа является хлорофиллоносная паренхима (хлоренхима). Эта ткань образует мякоть листа, или мезофилл, в клетках которого сосредоточены хлоропласты и происходит фотосинтез. Остальные ткани обеспечивают нормальную работу мезофилла.
Видоизмененные органыбывают как подземные, так и надземные. Примерами типичных видоизменений подземных частей побега являются корневище, клубень, луковица и клубнелуковицa. Все они имеют сходные черты строения; узлы, междоузлия, верхушечные и боковые почки, видоизмененные листья.
Корневище — подземный побег многолетних трав, полукусарников и кустарничков. Внешне корневище похоже на корень, но от истинного корня отличается обычно горизонтальным расположением в почве, наличием чешуевидных листьев, рубцов от опавших листьев, почек и придаточных корней, отсутствием корневого чехлика.
Клубень — видоизмененный побег с сильно утолщенным стеблем, в котором накапливаются запасные питательные вещества. Клубни бывают подземными и надземными.
Луковица — подземный укороченный побег с сочными листьями, прикрепленными к короткому стеблю, называемому донцем.
Клубнелуковица внешне похожа на луковицу, но отличается от нее сильно разросшимся донцем, которое служит органом накопления запасных питательных веществ.
3. Цветок, соцветия, плод, ткани.
Венчик цветка может состоять из нескольких несросшихся лепестков (как у вишни). У многих растений лепестки в нижней части срастаются в трубку (примула, паслен чёрный и др.).
Околоцветник считается простым, если все его листочки более-менее одинаковы, и здесь нет ни чашечки, ни венчика. Такой околоцветник чаще всего встречается у однодольных растений (лилия, тюльпан). Листочки околоцветника могут быть крупные и яркие (как у тюльпана), а могут быть невзрачные (как у ситника).
Большая часть цветковых растений имеют как тычинки так и пестики. Такие цветки называются обоеполыми. У некоторых растений одна часть цветков имеет только пестики. Такие цветки называются пестичными. Другая часть цветков имеет только тычинки. Это тычиночные цветки. Такие цветки называются разнополыми.
Соцве́тие — группа цветков, расположенных близко друг к другу в определённом порядке.
Простые — соцветия, в которых на главной оси располагаются одиночные цветки и, таким образом, ветвление не превышает двух порядков (например, гиацинт, черёмуха, подорожник и др.).
Сложные — соцветия, в которых на главной оси располагаются частные соцветия, то есть ветвление достигает трёх, четырёх и более порядков (например, сирень, бирючина, калина и др.).
Простые соцветия бывают сгруппированы в сложные.
Все спелые плоды можно разделить на сухие и сочные по характеру околоплодника. Односемянный плод образуется если в завязи одна семяпочка, многосемянный, если много почек. Плоды, у цветковых растений могут быть четырёх типов: сочные односемянные, сухие односемянные, сочные многосемянные и сухие многосемянные.
Когда семена созревают в сухих плодах (боб, стручок, разнообразные коробочки), околоплодник должен вскрыться, чтобы семена рассеялись. Некоторые коробочки и бобы разбрасывают семена.
Семена сухих многосемянных плодов имеют сильную семенную кожуру. Она защищает эти семена после того, как они высеялись из плода.
Односемянные сухие плоды (орехи, зерновки) не вскрываются, потому что эти плоды рассеиваются сами вместе с семенами. Их околоплодники разрываются только тогда, когда прорастают семена. У такого плода слабо разви