Общая характеристика высших растений, их классификация. Основные направления эволюции высших растений. Характеристика высших растений
33.Общая характеристика высших растений, их классификация. Основные направления эволюции высших растений.
Высшие растения составляют подцарство растительного мира. Существует предположение, что они произошли от каких-то древних групп зеленых водорослей. Для такой гипотезы имеются веские основания: 1) у водорослей и высших растений главный фото-синтезирующий пигмент — хлорофилл а и каротиноиды; 2) основной запасной углевод — крахмал, который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот; 3) целлюлоза является важнейшим компонентом их клеточной стенки; 4) у водорослей и некоторых высших растений (мхи) в матриксе хлоропласта имеются особые включения — пиреноиды; 5) при клеточном делении у растений и некоторых водорослей образуются фрагмопласт — внутриклеточная пластинка, зачаток клеточной стенки.
Высшие растения появились на суше примерно 430 млн. лет назад в виде небольших по размеру и примитивных по строению риниофитов, или псилофитов. В дальнейшем их эволюция неразрывно связана с постепенным завоеванием суши. Оказавшись в совершенно иной наземновоздушной среде, они постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различной величины и сложности строения.
Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление слор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия и распространяться ветром. В процессе дальнейшего приспособления к наземным условиям существования у высших растений сформировались вегетативные органы — корень, стебель и лист, как результат разделения функций между различными участками тела. Корни обеспечивают закрепление растений в субстрате и водно-минеральное питание, листья — фотосинтез, стебли — транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).
Развитие эффективной проводящей системы тканей, состоящей из ксилемы и флоэмы, решило проблему передвижения воды и органических веществ у сосудистых растений при выходе их на сушу. От высыхания эти растения обрели защиту в виде покровной ткани — эпидермы или перидермы. Развитие эпидермы привело к возникновению устьиц — высокоспециализированных образований, регулирующих газообмен и испарение воды растением.
Далее у высших растений произошло усиление механической прочности путем утолщения клеточной стенки и пропитывания ее лигнином, придающим жесткость ее целлюлозному остову.
Параллельно шла эволюция и органов полового (антеридии и архегонии) и бесполого (спорангии) размножения. Из одноклеточных, характерных для подавляющего большинства водорослей, эти органы становятся многоклеточными, и стенки их надежно защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания.
В жизненном цикле высших наземных растений наблюдается закономерное чередование полового и бесполого поколений.
Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы. Гаметы формируются в антеридиях и архегониях. В результате оплодотворения образуется зигота, из которой вырастает диплоидный спорофит. Он способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последние дают начало гаметофит-ному поколению. Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла высших растений.
В отличие от других высших растений, в жизненном цикле моховидных преобладает гаметофит —небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функцию фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у них развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физиологически (в смысле питания), т. е. низведен до степени органа растения, выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода, иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегони-ям. Кроме того, только в достаточно влажной среде у них лопаются антеридии и высвобождаются сперматозоиды. Поэтому не случайно большинство моховидных обитает в сырых и затененных местах.
Развитие жизненного цикла моховидных по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.
В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение) гаметофита и преобладание в жизненном цикле спорофита. Так, у плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных гаметофит представлен маленьким (от нескольких миллиметров до 3 см) заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плаунов — несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофитов оплодотворение у хвощей, плаунов и папоротников может происходить даже при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана и Др.
У голо- и покрытосеменных растений гаметофит полностью утратил способность к самостоятельному образу жизни, и все его развитие протекает на спорофите внутри макроспорангия (или семязачатка).
У голосеменных женский гаметофит — многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя (у сосны) или несколькими (у других голосеменных) архегониями; у покрытосеменных он редуцирован обычно до семи клеток, архегониев не имеет и называется зародышевым мешком. В последнем образуются яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух клеток-синергид, вторичного диплоидного ядра и клеток-антипод.
Мужской гаметофит семенных растений развивается из микроспоры и представляет собой пыльцевое зерно (пыльцу), прорастающее в пыльцевую трубку с образованием двух спермиев. При этом впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой среды: спермин доставляются к яйцеклеткам пыльцевой трубкой, что является важнейшим приспособлением к наземному образу жизни.
studfiles.net
Биология для студентов - 61. Высшие растения – общая характеристика
Высшие растения составляют подцарство растительного мира. Существует предположение, что они произошли от каких-то древних групп зеленых водорослей. Для такой гипотезы имеются веские основания:
- у водорослей и высших растенийглавный фото-синтезирующий пигмент — хлорофилл а и каротиноиды;
- основной запасной углевод — крахмал, который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот;
- целлюлозаявляется важнейшим компонентом их клеточной стенки;
- у водорослей и некоторых высших растений (мхи) в матриксе хлоропласта имеются особые включения — пиреноиды;
- при клеточном делении у растений и некоторых водорослей образуются фрагмопласт — внутриклеточная пластинка, зачаток клеточной стенки.
Высшие растения появились на суше примерно 430 млн. лет назад в виде небольших по размеру и примитивных по строению риниофитов, или псилофитов. В дальнейшем их эволюция неразрывно связана с постепенным завоеванием суши. Оказавшись в совершенно иной наземновоздушной среде, они постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различной величины и сложности строения.
Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление спор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия и распространяться ветром. В процессе дальнейшего приспособления к наземным условиям существования у высших растений сформировались вегетативные органы — корень, стебель, лист. Корни обеспечивают закрепление растений в субстрате и водно-минеральное питание, листья — фотосинтез, стебли — транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).
Развитие эффективной проводящей системы тканей, состоящей из ксилемы и флоэмы, решило проблему передвижения воды и органических веществ у сосудистых растений при выходе их на сушу. От высыхания эти растения обрели защиту в виде покровной ткани — эпидермы или перидермы. Развитие эпидермы привело к возникновению устьиц, регулирующих газообмен и испарение воды растением.
Далее у высших растений произошло усиление механической прочности путем утолщения клеточной стенки и пропитывания ее лигнином, придающим жесткость ее целлюлозному остову.
Параллельно шла эволюция и органов полового (антеридии и архегонии) и бесполого (спорангии) размножения. Из одноклеточных, характерных для подавляющего большинства водорослей, эти органы становятся многоклеточными, и стенки их надежно защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания. В жизненном цикле высших наземных растений наблюдается закономерное чередование полового и бесполого поколений.
Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы. Гаметы формируются в антеридиях и архегониях. В результате оплодотворения образуется зигота, из которой вырастает диплоидный спорофит. Он способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последние дают начало гаметофитному поколению. Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла высших растений.
В отличие от других высших растений, в жизненном цикле моховидных преобладает гаметофит —небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функцию фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у них развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физиологически (в смысле питания), т. е. низведен до степени органа растения, выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода, иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегониям. Развитие жизненного цикла моховидных по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.
В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение) гаметофита и преобладание в жизненном цикле спорофита. Так, у плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных гаметофит представлен маленьким (от нескольких миллиметров до 3 см) заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плаунов — несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофитов оплодотворение у хвощей, плаунов и папоротников может происходить даже при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана.
У голо- и покрытосеменных гаметофит полностью утратил способность к самостоятельному образу жизни, и все его развитие протекает на спорофите внутри макроспорангия (или семязачатка).
У голосеменных женский гаметофит — многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя (у сосны) или несколькими (у других голосеменных) архегониями; у покрытосеменных он редуцирован обычно до семи клеток, архегониев не имеет и называется зародышевым мешком. В последнем образуются яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух клеток-синергид, вторичного диплоидного ядра и клеток-антипод.
Мужской гаметофит семенных растений развивается из микроспоры и представляет собой пыльцевое зерно (пыльцу), прорастающее в пыльцевую трубку с образованием двух спермиев. При этом впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой среды: спермин доставляются к яйцеклеткам пыльцевой трубкой, что является важнейшим приспособлением к наземному образу жизни.
vseobiology.ru
Общая характеристика высших растений, их классификация. Основные направления эволюции высших растений
Высшие растения составляют подцарство растительного мира. Существует предположение, что они произошли от каких-то древних групп зеленых водорослей. Для такой гипотезы имеются веские основания: 1) у водорослей и высших растений главный фото-синтезирующий пигмент — хлорофилл а и каротиноиды; 2) основной запасной углевод — крахмал, который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот; 3) целлюлоза является важнейшим компонентом их клеточной стенки; 4) у водорослей и некоторых высших растений (мхи) в матриксе хлоропласта имеются особые включения — пиреноиды; 5) при клеточном делении у растений и некоторых водорослей образуются фрагмопласт — внутриклеточная пластинка, зачаток клеточной стенки.
Высшие растения появились на суше примерно 430 млн. лет назад в виде небольших по размеру и примитивных по строению риниофитов, или псилофитов. В дальнейшем их эволюция неразрывно связана с постепенным завоеванием суши. Оказавшись в совершенно иной наземновоздушной среде, они постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различной величины и сложности строения.
Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление слор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия и распространяться ветром. В процессе дальнейшего приспособления к наземным условиям существования у высших растений сформировались вегетативные органы — корень, стебель и лист, как результат разделения функций между различными участками тела. Корни обеспечивают закрепление растений в субстрате и водно-минеральное питание, листья — фотосинтез, стебли — транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).
Развитие эффективной проводящей системы тканей, состоящей из ксилемы и флоэмы, решило проблему передвижения воды и органических веществ у сосудистых растений при выходе их на сушу. От высыхания эти растения обрели защиту в виде покровной ткани — эпидермы или перидермы. Развитие эпидермы привело к возникновению устьиц — высокоспециализированных образований, регулирующих газообмен и испарение воды растением.
Далее у высших растений произошло усиление механической прочности путем утолщения клеточной стенки и пропитывания ее лигнином, придающим жесткость ее целлюлозному остову.
Параллельно шла эволюция и органов полового (антеридии и архегонии) и бесполого (спорангии) размножения. Из одноклеточных, характерных для подавляющего большинства водорослей, эти органы становятся многоклеточными, и стенки их надежно защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания.
В жизненном цикле высших наземных растений наблюдается закономерное чередование полового и бесполого поколений.
Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы. Гаметы формируются в антеридиях и архегониях. В результате оплодотворения образуется зигота, из которой вырастает диплоидный спорофит. Он способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последние дают начало гаметофит-ному поколению. Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла высших растений.
В отличие от других высших растений, в жизненном цикле моховидных преобладает гаметофит —небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функцию фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у них развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физиологически (в смысле питания), т. е. низведен до степени органа растения, выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода, иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегони-ям. Кроме того, только в достаточно влажной среде у них лопаются антеридии и высвобождаются сперматозоиды. Поэтому не случайно большинство моховидных обитает в сырых и затененных местах.
Развитие жизненного цикла моховидных по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.
В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение) гаметофита и преобладание в жизненном цикле спорофита. Так, у плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных гаметофит представлен маленьким (от нескольких миллиметров до 3 см) заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плаунов — несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофитов оплодотворение у хвощей, плаунов и папоротников может происходить даже при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана и Др.
У голо- и покрытосеменных растений гаметофит полностью утратил способность к самостоятельному образу жизни, и все его развитие протекает на спорофите внутри макроспорангия (или семязачатка).
У голосеменных женский гаметофит — многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя (у сосны) или несколькими (у других голосеменных) архегониями; у покрытосеменных он редуцирован обычно до семи клеток, архегониев не имеет и называется зародышевым мешком. В последнем образуются яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух клеток-синергид, вторичного диплоидного ядра и клеток-антипод.
Мужской гаметофит семенных растений развивается из микроспоры и представляет собой пыльцевое зерно (пыльцу), прорастающее в пыльцевую трубку с образованием двух спермиев. При этом впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой среды: спермин доставляются к яйцеклеткам пыльцевой трубкой, что является важнейшим приспособлением к наземному образу жизни.
megaobuchalka.ru
Большая энциклопедия школьника
Большая энциклопедия школьникауникальное издание, содержащее весь свод знаний, необходимый ученикам младших классов. Для детей, собирающихся в 1-й класс, она послужит незаменимым помощником для подготовки к школе. В этой энциклопедии ребенок сможет найти любую интересующую его информацию, в понятном и простом для него изложении. Вы подбираете слова и определения для простых вещей, которые надо объяснить ребенку? Сомневаетесь в формулировках? Просто возьмите «Большую энциклопедию школьника» и найдите нужный ответ вместе с малышом!
Математика в стихах Развитие речи Азбука в картинках Игры на развитие внимания Как правильно выбрать школу Ваш ребенок левша Как готовить домашнее задание Контрольные и экзамены
Большая энциклопедия школьника - это твой надёжный путеводитель в мире знаний. Она проведёт сквозь извилистые лабиринты наук и раскроет завесу великих тайн Вселенной. С ней ты поднимешься высоко к звёздам и опустишься на дно самых глубоких морей, ты научишься видеть мельчайшие организмы и осязать огромные пространства Земли. Отправившись в это увлекательное путешествие, ты значительно расширишь свой кругозор и поднимешься на новую ступень развития. Отныне никакие вопросы учителей не смогут поставить тебя в тупик, ты сможешь найти выход из любой ситуации. Мир знаний зовёт тебя. В добрый путь!
| Ребенок не хочет учить буквы Ребенок не хочет учить буквы - Понимаете, ведь надо что-то делать! - с тревогой говорила мне полная, хорошо одетая дама, едва умещающаяся на стуле. Ее ноги в аккуратных лодочках были плотно сжаты (юбка до середины колена казалась слегка коротковатой для такой монументальной фигуры), руки сложены на коленях. - Ей же на тот год в школу, все ее сверстники уже читают, а она даже буквы ... | Past continuous passive Страдательный залог образуется с помощью вспомогательного глагола 'to be'. Страдательный залог глагола 'to repair' в группе 'continuous' : To be repaired = Быть исправленным. The road is being repaired = Дорогу чинят. The road is not being repaired = Дорогу не чинят. Is the road being repaired? = Чинят ли дорогу? The road was being repaired = Дорогу чинили. The road was not being repaired = Дорогу не чинили. Was the road being repaired? = Чинили ли дорогу? Страдательный ... |
| Определение формулы органического вещества по его молярной массе Задание: Определить формулу углеводорода, если его молярная масса равна 78 г. № п/п Последовательность действий Выполнение действий 1. Записать общую формулу углеводорода. Общая формула углеводорода СхНу 2. Найти молярную массу углеводорода в общем виде. М(СхНу)=12х +у 3. Приравнять найденное в общем виде значение молярной массы к данному в ... | У У ЗВУК (У). 1) Удобная буква! Удобно в ней то, Что можно на букву Повесить пальто. У – сучок, В любом лесу Ты увидишь букву У. 2) ФОНЕТИЧЕСКАЯ ЗАРЯДКА. - Как воет волк! ( у – у – у ) 3) ЗАДАНИЯ. а) Подними руку, если услышишь звук (у): паук, цветок, лужа, диван, стол, стул, голуби, курица. б) Где стоит (у)? Зубы, утка, наука, кенгуру ... |
for-schoolboy.ru
2. Общая характеристика высших растений
Высшие растения в настоящую эпоху являются господствующими, как по количеству форм, так и по разнообразию. Возникновение их связано с выходом растений на сушу. Видов высших растений – приблизительно 300 000. Среди них преобладают покрытосеменные. Высшие растения имеют громадное значение в нашей жизни. Многие введены в культуру. В жизненном цикле наблюдаются две фазы. Одна связана с функцией спороношения – спорофит (2n), а другая – с функцией полового размножения – гаметофит (1n).
У мхов на зеленом растении – гаметофите – возникают органы полового размножения – антеридии и архегонии, после оплодотворения образуется зигота, которая развивается в спорогон, живущий на женском растении как паразит.
У папоротников очень хорошо развит спорофит, а гаметофит получает ещё большую редукцию. Эта линия развития и явилась наиболее прогрессивной.
Растения выходили на сушу по берегам морей. Влажная среда менялась на сухую, и это привело к увеличению поверхности тела за счет ветвления. Наиболее простое ветвление у мхов и папоротников. У плаунов и у мхов наблюдается неравнодихотомическое ветвление, дихоподиальное – у папоротников. У более высокоорганизованных – моноподиальное и симподиальное ветвление. Появляются и специальные органы фотосинтеза – энации или филлоиды. Большое разнообразие получают и органы спороношения.
Огромное значение для систематики растений имеет внутреннее строение стебля, проводящая система которого называется стелой. Первой возникла протостела у псилофитов. В ископаемом состоянии высшие растения известны из палеозоя. Появление их связано с возникновением мхов и псилофитов. Затем в каменноугольном периоде возникают хвощевидные и папоротники. Более засухоустойчивые формы появились в мезозое – саговники и гинкговые. Оледенение в четвертичном периоде привело к образованию покрытосеменных растений.
При составлении системы растений следует руководствоваться определенными принципами. Современные систематики должны руководствоваться морфологическими принципами, необходимостью изучения анатомии и цитологии растений, предковых форм современных видов.
Сравнительно-морфологический метод себя не исчерпал, но следует его поднять на новую ступень. Палеоботанический метод очень трудный, так как поиски предков, пыльцы – дело очень трудоёмкое и, кроме того, некоторые организмы плохо сохраняются. Эмбриологический метод предполагает изучение чередования поколений, историю развития органов размножения. Географический метод – изучение ареалов растения прошлых и настоящих – свидетельствует о происхождении и расселении растений. Экологический метод характеризует растения в тесной связи с условиями произрастания. При использовании биохимического метода – изучается строение белков и других структур, которые имеют сходное строение у близкородственных видов. Цитологический метод также широко используется в систематике. Лучше всего пользоваться комплексом методов.
Высшие растения произошли от низших и характеризуются более высокой организацией. Обитатели воздушной среды утратили непосредственную связь с первичной водной обстановкой. На суше растения оказались в совершенно иной ситуации. Развивались они при периодическом, а не при постоянном увлажнении. Тело их расчленено на стебель и листья, в связи с этим их называют листостебельными растениями (Cormophyta). Громадное большинство высших растений имеет корень. Такое сложное расчленение отсутствует у низших растений, тело которых не расчленено на стебель и листья, а представлено талломом, слоевищем. Появление сложного расчленения, образование органов, стебля, листа, корня вызвано было переходом растений в новую среду. Для ассимиляции в новых условиях требовалась перестройка фотосинтезирующего аппарата. Растение должно было приподняться над землей и увеличить поверхность, что и было достигнуто развитием листьев и стебля. Органы высших растений имеют сложное строение. Вышедшие на сушу растения не могли воспринимать всей поверхностью тела воду. Первоначально с функцией всасывания справлялись ризоиды – выросты поверхностных клеток растения. С появлением листостебельного растения возникли корни, они обеспечивали минеральное, а листья – воздушное питание.
Для нормального функционирования этих двух разделенных пространством органов: корня и листа – необходимо быстрое передвижение воды к листьям и органических веществ из листа в другие части растения. Это вызвало появление и развитие проводящей системы внутри тела растения в виде специальных трубок – трахеид, а затем трахей или сосудов, а также ситовидных трубок (зачатки их были обнаружены и у бурой водоросли Macrocystis). Затем проводящие элементы группируются в пучки. Возникает центральный цилиндр-стела. Сначала в виде протостели, затем с появлением листового аппарата выработались более сложные формы стели (какие – необходимо знать!).
В наземной среде у растений развилась система покровных тканей (эпидерма, перидерма, корка – знать их строение). Также появился сложный устьичный аппарат, обеспечивающий транспирацию и регулирующий испарение воды.
Затем получили развитие механические ткани, надобность в которых отсутствовала при жизни растений в водной среде, более плотной, чем воздух. Они образовались не сразу. Постепенно развивались различные механические ткани. По ископаемым остаткам установлен целый ряд промежуточных форм с разной степенью развития вышеперечисленных особенностей в анатомическом и морфологическом строении.
Архегонии и антеридии произошли, вероятно, из многоклеточных гаметангиев водорослей подобно тем, что имеются у бурых водорослей подобно эктокарпусу. Гаметангии водорослей развиваются в водной среде и не имеют защитного слоя. Все клетки образуют гаметы. После выхода растений на сушу появилась необходимость в защите гаметангиев от высыхания. Наружные клетки гаметангиев становились бесплодными (стерилизовались) – этим они образовали защитный слой. Предполагают, что в начале развития такие гаметангии содержали одинаковые или слаборазличающиеся подвижные гаметы (подобные мужским и женским гаметангиям у бурой водоросли Cutleria). Со временем половая дифференцировка становилась более резкой. Из таких гаметангиев и выработались антеридии и архегонии. В антеридии развивалось большое число мелких подвижных гамет – сперматозоидов. В архегонии число гамет уменьшалось. Гаметы становились крупными и теряли подвижность. Вначале все наметы были способны к оплодотворению, но затем стала оплодотворяться только одна наиболее крупная гамета – яйцеклетка. Другие стали стерильными, но приобрели новую функцию проведения сперматозоидов к яйцеклетке. Так сформировались брюшная и шейковые канальцевые клетки.
О гомологичности антеридиев и архегониев, об их происхождении из одного источника свидетельствует наличие промежуточных образований антеридиев – архегониев. Они обнаружены у многих печеночников, листостебельных мхов, папоротников и даже у голосеменных. О гомологичности антеридиев и архегониев, об их происхождении из одного источника свидетельствует то, что у печеночника Корсинии (Corsinia), в нижней части промежуточного образования имевшего общую форму архегония, развилась яйцеклетка, а в верхней части вместо шейковых канальцевых клеток развита спермагенная ткань. Мужские и женские половые органы антеридии и архегонии претерпевали у высших растений превращения, упрощения. Архегонии отсутствуют у наиболее высокоорганизованных покрытосеменных растений, в процессе эволюции они редуцировались.
Характерной чертой высших растений является наличие правильной смены поколений, представленных спорофитом и гаметофитом. Гаметофит – это половое поколение, на котором образуются половые органы антеридии и архегонии (у многих мужские и женские гаметофиты являются самостоятельными растениями), сменяющиеся бесполым поколением спорофитом, на котором формируются органы бесполого размножения спорангии. В спорангиях образуются споры. Внутри спорангия возникает многоклеточная спорогенная ткань археспорий. При делении археспориальных клеток образуются материнские клетки спор.
Материнские клетки спор делятся. Последние приступают к редукционному делению, в результате которого каждая из них образует четыре гаплоидные клетки – тетраду спор. Спорофит содержит двойной набор хромосом. У всех высших растений редукционное деление происходит при образовании спор в спорангии. Спора гаплоидна и развитие гаметофита начинается с нее. Гаметофит имеет гаплоидный набор хромосом. Зигота диплоидна, в дальнейшем из нее развивается спорофит.
Выход растений на сушу осуществляется неоднократно в раннем палеозое. Приспособление к условиям суши обеспечивалось отливами и приливами, влажным климатом и туманами. У водорослей эволюционно возникли два типа талломов плагеотропные и ортотропные. Ортотропные были более приспособлены к поглощению углекислоты и дыханию, а также для выхода на сушу.
У бурых водорослей этот тип таллома встречается чаще. Происхождение высших растений тесно связано с чередованием поколений. Бурые дали больше разнообразия. Таким образом, не остается сомнений, что происхождение высших растений связано с водорослями.
studfiles.net
Характеристика высших растений
Высшие растения, зародышевые растения (Embryobionta, Embryophyta), побеговые растения (Cormophyta, Cormobionta), теломные растения (Telomophyta, Telomobionta), одно из двух подцарств растительного мира.
Объединяет не менее 300 тыс. видов растений следующих групп (отделов): риниовидные (псилофитовые), моховидные (печёночники и мхи), псилотовидные (псилотум и тмезиптерис), плауновидные, хвощевидные, папоротники, голосеменные и цветковые, или покрытосеменные, растения.
В отличие от низших растений, высшие растения представляют собой сложно дифференцированные многоклеточные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде (за исключением немногочисленных и явно вторичных водных форм), с правильным чередованием двух поколений: полового (гаметофит) и бесполого (спорофит).
На спорофитах высшие растения развиваются многоклеточные спорангии, в которых образуются неподвижные споры, на гаметофитах — многоклеточные половые органы (гаметангии), однако у некоторых голосеменных (роды гнетум и вельвичия) и у всех цветковых растений гаметангии в процессе эволюции исчезли.
Спорангии одинаковые или чаще дифференцированы на 2 типа (микроспорангии и мегаспорангии), гаметангии — всегда двух типов — мужские (антеридии) и женские (архегонии). Как антеридии, так и архегонии защищены многоклеточными стенками.
Женская гамета (яйцеклетка) всегда одна, неподвижна. Зигота у высших растений развивается в многоклеточный зародыш, который проходит первые стадии развития внутри женского гаметофита. Спорофит у Высшие растения, как правило, расчленён на 3 основных органа — лист, стебель и корень.
В большинстве случаев у высших растений развивается специальная проводящая ткань — ксилема и флоэма, у некоторых групп редуцировавшаяся. Имеется эпидерма с кутикулой и типичными устьицами. Хлорофилл у них не содержит дополнительных пигментов, окраска фотосинтезирующих частей зелёная.
Предками высших растений были какие-то морские водоросли. Достоверные ископаемые остатки этих растений известны начиная с силура.
Похожие материалы:Растительность Дальнего Востока, гор, КавказаРастительные зоны Земли, сообществаСоветы по применению растений в бытуУстойчивость растений к низким температурам, стрессПравила сбора лекарственных растенийКлассы голосеменныхСаморегуляция фотосинтезаДальний транспорт воды в растенияхГолосеменные и покрытосеменные растенияГазоустойчивость
biofile.ru
Общая характеристика высших растений - путеводитель
Общая характеристика высших растений
Общая характеристика высших растений
Высшие растения составляют подцарство растительного мира. Существует предположение, что они произошли от каких-то древних групп зеленых водорослей. Для такой гипотезы имеются веские основания: 1) у водорослей и высших растений главный фото-синтезирующий пигмент — хлорофилл а и каротиноиды ; 2) основной запасной углевод — крахмал. который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот; 3) целлюлоза является важнейшим компонентом их клеточной стенки ; 4) у водорослей и некоторых высших растений (мхи ) в матриксе хлоропласта имеются особые включения — пиреноиды; 5) при клеточном делении у растений и некоторых водорослей образуются фрагмопласт — внутриклеточная пластинка, зачаток клеточной стенки.
Высшие растения появились на суше примерно 430 млн. лет назад в виде небольших по размеру и примитивных по строению риниофитов, или псилофитов. В дальнейшем их эволюция неразрывно связана с постепенным завоеванием суши. Оказавшись в совершенно иной наземновоздушной среде, они постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различной величины и сложности строения.
Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление слор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия и распространяться ветром. В процессе дальнейшего приспособления к наземным условиям существования у высших растений сформировались вегетативные органы — корень. стебель и лист , как результат разделения функций между различными участками тела. Корни обеспечивают закрепление растений в субстрате и водно-минеральное питание, листья — фотосинтез. стебли — транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).
Развитие эффективной проводящей системы тканей, состоящей из ксилемы и флоэмы, решило проблему передвижения воды и органических веществ у сосудистых растений при выходе их на сушу. От высыхания эти растения обрели защиту в виде покровной ткани — эпидермы или перидермы. Развитие эпидермы привело к возникновению устьиц — высокоспециализированных образований, регулирующих газообмен и испарение воды растением.
Далее у высших растений произошло усиление механической прочности путем утолщения клеточной стенки и пропитывания ее лигнином, придающим жесткость ее целлюлозному остову.
Параллельно шла эволюция и органов полового (антеридии и архегонии) и бесполого (спорангии) размножения. Из одноклеточных, характерных для подавляющего большинства водорослей, эти органы становятся многоклеточными. и стенки их надежно защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания.
В жизненном цикле высших наземных растений наблюдается закономерное чередование полового и бесполого поколений.
Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы. Гаметы формируются в антеридиях и архегониях. В результате оплодотворения образуется зигота. из которой вырастает диплоидный спорофит . Он способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последние дают начало гаметофит-ному поколению. Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла высших растений.
В отличие от других высших растений, в жизненном цикле моховидных преобладает гаметофит —небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функцию фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у них развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физиологически (в смысле питания), т. е. низведен до степени органа растения. выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода. иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегони-ям. Кроме того, только в достаточно влажной среде у них лопаются антеридии и высвобождаются сперматозоиды. Поэтому не случайно большинство моховидных обитает в сырых и затененных местах.
Развитие жизненного цикла моховидных по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.
В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение) гаметофита и преобладание в жизненном цикле спорофита. Так, у плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных гаметофит представлен маленьким (от нескольких миллиметров до 3 см) заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плаунов — несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофитов оплодотворение у хвощей, плаунов и папоротников может происходить даже при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана и Др.
У голо- и покрытосеменных растений гаметофит полностью утратил способность к самостоятельному образу жизни, и все его развитие протекает на спорофите внутри макроспорангия (или семязачатка).
У голосеменных женский гаметофит — многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя (у сосны) или несколькими (у других голосеменных) архегониями; у покрытосеменных он редуцирован обычно до семи клеток, архегониев не имеет и называется зародышевым мешком. В последнем образуются яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух клеток-синергид, вторичного диплоидного ядра и клеток-антипод.
Мужской гаметофит семенных растений развивается из микроспоры и представляет собой пыльцевое зерно (пыльцу), прорастающее в пыльцевую трубку с образованием двух спермиев. При этом впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой среды: спермин доставляются к яйцеклеткам пыльцевой трубкой, что является важнейшим приспособлением к наземному образу жизни.
Ещё в разделе
Плод. Это один из самых характерных органов покрытосеменных растений. Он состоит из околоплодника и семян. Околоплодник, представляющий собой разросшуюся и сильно видоизмененную стенку завязи, обеспечивает формирование семян, защиту от неблагоприятных факторов, способствует их распространению. В околоплоднике выделяют три слоя: наружный — внеплодник, средний — межплодник, и внутренний — внутриплодник.
Образование мужского н женского гаметофитов. Отличительная особенность полового размножения — наличие полового процесса, одним из важнейших этапов которого является оплодотворение с последующим образованием зиготы. Из последней в дальнейшем развивается зародыш — зачаток нового организма. У высших семенных растений отмечен только один тип полового процесса — оогамия. Кроме того, у них в результате сочетания бесполого размножения с половым образуются особые зачатки — семена, при помощи которых происходит расселение растений.
Размножение является неотъемлемым свойством всех живых существ, обеспечивающим не только увеличение численности особей того или иного вида, но и непрерывность и преемственность жизни на протяжении неопределенно длительного времени. У высших растений различают два способа размножения: бесполое и половое. В бесполом размножении участвует только одна особь, способная к образованию спор или отделению жизнеспособных участков вегетативного тела, из которых в благоприятных условиях формируются полноценные дочерние особи.
Функции цветка. Цветок — это видоизмененный укороченный побег, приспособленный для размножения покрытосеменных (цветковых) растений. Исключительная роль цветка связана с тем, что в нем совмещены все процессы бесполого и полового размножения, в то время как у низших и многих высших растений они разобщены. В обоеполом цветке осуществляются микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение, образование семян и плодов.
Репродуктивные (лат. reproductio — воспроизведение) органы являются наиболее специализированными образованиями, выполняющими функцию бесполого (спорангии) или полового (антеридии, архегонии, а у покрытосеменных — цветки) размножения. Спорангии — одноклеточные (у водорослей) или многоклеточные (у высших растений) органы, в которых образуются споры. У моховидных они представлены коробочкой спорогона. Спорангии плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных развиваются на спорофиллах или в их пазухах и могут быть одиночными или собранными в группы (сорусы).
Наряду с типичными побегами, у которых листья осуществляют фотосинтез, а стебли обеспечивают наиболее целесообразное размещение листьев в пространстве, у растений часто развиваются видоизмененные побеги. Видоизмененные органы бывают как подземные, так и надземные.Примерами типичных видоизменений подземных частей юбега являются корневище, клубень, луковица и клубнелуковицa (рис. 8.14). Все они имеют сходные черты строения; узлы, междоузлия, верхушечные и боковые почки, видоизмененные листья.
Рекомендуем ознакомится: http://sbio.info
worldunique.ru
