Происхождение высших споровых растений
Теория гласит о том, что предки наземных растений – streptophyta, были вынуждены из-за геологических изменений приспосабливаться к другим условиям жизни
Важное значение имело то, что выживали только наиболее приспособленные водоросли
У переходных форм вырабатывалась защитная пленка кутин, откладывающаяся на поверхности. Образование пленки в большом количестве препятствовало газообмену, из-за чего растение погибало. У организмов, кутин которых образовывался умеренно, сформировалась эпидерма с устьицами – сложная ткань, защищающая от высыхания, а также не препятствующая газообмену.
Появление эпидермы препятствовало поглощению воды всем телом, тем самым способствовало образованию одноклеточных нитей ризоидов. Итогом процесса развития стало формирование более сложной системы – корней.
Освещение на суше значительно превышает этот же показатель в воде, благодаря этому значительно возросло количество и размеры фотосинтезирующих органов – листьев. Проведите досуг в расположении привлекательной проститутки Стерлитамака . Посетите наш интернет-ресурс, и вы обнаружите коллекцию максимально способных женщин собственного района. Осмотрите все имеющиеся варианты, и мы поможем вам в выборе достойной кандидатуры! Распределение веществ, образовавшихся в процессе фотосинтеза, и воды, поглощенной корнями, осуществляется проводящим органом – стеблем.
Быстрое увеличение видов, распространение высших организмов объясняется развитием вегетативных органов и изменениями репродуктивной системы, которая при условиях наземного обитания должна иметь надежную защиту.
Репродуктивные многоклеточные органы наземных растений – гаметангии и спорангии имеют оболочку из живых клеток, которая защищает споры от высыхания.
Проводящие ткани (ксилема, флоэма)
Ксилема – сложная ткань, то есть состоит из клеток разной морфологии. В состав ксилемы одновременно входят и проводящие, и механические, и запасающие элементы.
Ксилема проводит воду с растворенными в ней минеральными веществами от корней по всему остальному телу растения. Таким образом, по ксилеме в основном осуществляется восходящий ток. Проводящие элементы ксилемы – это сосуды и трахеиды. Следует помнить, что ксилема голосеменных растений лишена сосудов. Трахеида образуется из клетки удлиненной формы, ее клеточная стенка утолщается и лигнифицируется, то есть одревесневает. Протопласт при этом отмирает и в результате получается мелкий капилляр, по которому может транспортироваться вода. Прочные клеточные стенки предохраняют просвет капилляра от схлопывания. От трахеиды к трахеиде вода транспортируется через специальные поры. Сосуд, по сути, является таким же капилляром, как и трахеида, но более длинным, широкопросветным и многоклеточным. Каждый сосуд состоит из отдельных клеток (члеников сосуда) с одревесневшей оболочкой и отмершим протопластом, между члениками сосуда формируются уже не поры, а перфорационные пластинки (то есть сквозные отверстия). Между сосудами, как и между трахеидами, есть поры, через которые также может транспортироваться вода. Кроме проводящих элементов, в состав ксилемы входят механические волокна – волокна либриформа. Это удлиненные клетки, похожие на трахеиды, однако их клеточные стенки очень сильно утолщены и лигнифицированы. Просвет таких капилляров слишком мал для осуществления транспорта воды, зато толстая и прочная клеточная стенка выполняет механическую функцию подобно склеренхиме. Ксилема в основном состоит из мертвых клеток, обычно небольшой процент живых клеток представлен древесинной паренхимой. Эти клетки в основном выполняют запасающую функцию.
Флоэма, как и ксилема, – это сложная ткань, которая состоит из разных клеток. В состав флоэмы входят проводящие механические и паренхимные (в том числе запасающие) элементы.
Флоэма транспортирует раствор питательных веществ, в основном это углеводы, образовавшиеся в результате фотосинтеза. Поскольку фотосинтез происходит преимущественно в листьях, а питательные вещества нужно доставлять во все части растения, в том числе и в корни, по флоэме преимущественно осуществляется нисходящий ток веществ. Проводящими элементами являются ситовидные клетки. Это живые клетки, они имеют вытянутую форму, а в их стенках формируются так называемые ситовидные поля. Ситовидное поле – это участок клеточной стенки, где близко друг к другу расположено множество плазмодесм. Через ситовидные поля происходит транспорт веществ от одной ситовидной клетки к другой. У покрытосеменных растений проводящими элементами флоэмы являются ситовидные трубки. Ситовидная трубка – это более длинная многоклеточная проводящая структура. Состоит она из одного ряда клеток, называемых члениками ситовидной трубки. В местах контакта члеников друг с другом формируются ситовидные пластинки – участки клеточной стенки, где расположено одно или несколько сближенных ситовидных полей. Вещества транспортируются по внутреннему содержимому живой клетки. Однако в ситовидных элементах деградируют многие органеллы, в том числе и ядро. Таким образом, ситовидная клетка и членик ситовидной трубки находятся в «полуживом» состоянии. При этом существуют специальные клетки, которые поддерживают ситовидные элементы в этом состоянии, обеспечивают и регулируют их жизнедеятельность. Такие клетки называются клетками-спутницами у члеников ситовидных трубок, а ситовидные клетки поддерживают специальные клетки Страсбургера. Кроме проводящих элементов во флоэме, как и в ксилеме, находятся паренхимные (запасающие) клетки, а также механические элементы (лубяные волокна). Волокна обычно представлены удлиненными клетками с толстой одревесневшей клеточной стенкой.
Рисунок: Проводящие ткани. А – ксилема; Б – флоэма. 1 – сосуды ксилемы; 2 – трахеиды; 3 – клетки древесной паренхимы; 4 – поры; 5 — ситовидные трубки; 6 – клетки – спутницы; 7 – ситовидные поля; 8 – клетки лубяной паренхимы.
Общая характеристика
У высших растений выработалось много различных приспособлений и свойств для жизни в разнообразных условиях суши. Наибольшего развития и приспособленности к наземному образу жизни достигли покрытосеменные.
Признаки, характерные для высших растений:
- Дифференцировка на органы и ткани;
- проводящая система, состоящая из ксилемы и флоэмы;
- правильная смена поколений;
- органы полового размножения: антеридии и архегонии;
- для тела растений характерно листостеблевое строение.
Основания для разделения растений на высшие и низшие
Все представители растительного мира в зависимости от строения делятся на 2 группы — низшие и высшие.
Основным критерием, по которому растения относят к высшим, является наличие сложной тканевой структуры. Она представлена проводящими и механическими тканями. Также отличительным признаком является наличие трахей, трахеид и ситовидных трубок, которые быстро доставляют питательные вещества от корня к листьям, соцветиям, стеблям.
Низшие в свою очередь имеют примитивное строение, состоят из одной клетки, есть многоклеточные организмы, тело которых называют талломом. Они лишены корней, стеблей, и листьев.
Отсутствие мышечной и нервной тканей
Высшие растения — это группа живых организмов, занимающих особое место в природе. Представители растительного мира способны к фотосинтезу, они преобразуют энергию солнечного света в органические вещества и кислород. Питание они получают из почвы и окружающей их среды, таким образом, им не нужно перемещаться в поисках пищи. Оплодотворение осуществляется с помощью грызунов, насекомых, ветра, поэтому мышечная и нервная ткань у них не развита. В отличие от животных, которые преодолевают огромные расстояния для добычи пищи, и поиска благоприятных мест размножения и выращивания потомства.
Значение в природе и жизни человека
- Обогащение кислородом атмосферного воздуха.
- Неотъемлемое звено пищевых цепочек.
- Используются в качестве строительного материала, сырья для изготовления бумаги, мебели и д.т.
- Применение полезных свойств в медицине.
- Производство натуральных тканей (лен, хлопок).
- Очищают воздух от пылевых загрязнений.
Основные ткани (основная паренхима)
К системе тканей основной паренхимы традиционно относят все ткани, образованные из основной меристемы (не являющиеся покровными и проводящими) то есть запасающие, фотосинтезирующие и т.д. Однако эти ткани специализированы на выполнении конкретной функции и рассматриваются обычно отдельно. Основной паренхимой в узком смысле называют ткань, состоящую из рыхло расположенных более или менее шарообразных клеток.
Между клетками есть заметные межклетники.
Данная ткань не специализирована для выполнения какой-то определенной функции, это структурная ткань, заполняющая пространство того или иного органа. Поскольку клетки основной паренхимы живые, их клеточные стенки не лигнифицированы, а в цитоплазме есть полный набор клеточных органелл, при необходимости она может становиться запасающей, водоносной или фотосинтезирующей тканью.
Также основная паренхима может проявлять меристематическую активность – клетки могу начать делиться. Со временем клеточные стенки паренхимы могут одревесневать, тем самым начиная выполнять механическую функцию.
Таким образом, основная паренхима – это неспециализированная структурная ткань, которая может специализироваться при определенных условиях.
Рисунок: Основная паренхима.
Покровные ткани
Эпидерма – первичная покровная ткань высших растений. Она состоит из одного слоя клеток, расположенных на поверхности тела растения. Клетки эпидермы плотно сомкнуты друг с другом (без межклетников), а их клеточные стенки, обращенные к внешней среде утолщены. Снаружи эпидерма покрыта неклеточным слоем – кутикулой. Кутикула состоит из воскоподобных веществ и играет важную роль в защите растения от излишнего испарения. В составе эпидермы также можно встретить разнообразные волоски (трихомы). Трихомы могут быть одноклеточными или многоклеточными, простыми (в виде простого волоска) или сложной формы (разветвленные, звездчатые, Т-образные и т.д.)
Важной частью эпидермы также являются устьица. Устьице состоит из двух замыкающих клеток обычно бобовидной формы, между которыми находится устьичная щель, способная открываться и закрываться
Устьица выполняют две важные функции – регулируют интенсивность испарения, а также через устьичную щель осуществляется газообмен растения с внешней средой. Следует отметить, что эпидерма – это «прозрачная» ткань, в основных клетках эпидермы отсутствуют хлоропласты. Однако в замыкающих клетках устьиц хлоропласты есть, они необходимы для их работы по закрыванию и открыванию устьица. Клетки эпидермы, которые прилегают к замыкающим клеткам, называются побочными. По их числу, ориентации и взаимному расположению выделяют разные типы устьичного аппарата. Так, например, различают парацитный, диацитный, анизоцитный, антомоцитный и множество других типов устьичных аппаратов.
Рисунок 1: Эпидерма.
Рисунок 2: Основные типы устьичных аппаратов. 1 – диацитный; 2 –парацитный; 3 –анизоцитный; 4 — аномоцитный.
Вторичная покровная ткань высших растений – это пробка. Пробковый слой обычно образуется на вторично утолщенных стеблях и корнях высших растений. Пробка (она же феллема), образуется в результате работы так называемого пробкового камбия (или феллогена). В феллогене клетки делятся и откладываются наружу, их клеточные стенки утолщаются и суберинизируются (опрбковевают). Суберин – это вещество непроницаемое для воды и воздуха, следовательно, внутреннее содержимое клеток вскоре отмирает. В результате пробковый слой состоит из мертвых клеток и является газо- и водонепроницаемой покровной тканью.
Рисунок 3: Феллема, феллоген, феллодерма.
Общая характеристика
У высших растений выработалось много различных приспособлений и свойств для жизни в разнообразных условиях суши. Наибольшего развития и приспособленности к наземному образу жизни достигли покрытосеменные.
Признаки, характерные для высших растений:
- Дифференцировка на органы и ткани;
- проводящая система, состоящая из ксилемы и флоэмы;
- правильная смена поколений;
- органы полового размножения: антеридии и архегонии;
- для тела растений характерно листостеблевое строение.
Основания для разделения растений на высшие и низшие
Все представители растительного мира в зависимости от строения делятся на 2 группы — низшие и высшие.
Основным критерием, по которому растения относят к высшим, является наличие сложной тканевой структуры. Она представлена проводящими и механическими тканями. Также отличительным признаком является наличие трахей, трахеид и ситовидных трубок, которые быстро доставляют питательные вещества от корня к листьям, соцветиям, стеблям.
Низшие в свою очередь имеют примитивное строение, состоят из одной клетки, есть многоклеточные организмы, тело которых называют талломом. Они лишены корней, стеблей, и листьев.
Отсутствие мышечной и нервной тканей
Высшие растения — это группа живых организмов, занимающих особое место в природе. Представители растительного мира способны к фотосинтезу, они преобразуют энергию солнечного света в органические вещества и кислород. Питание они получают из почвы и окружающей их среды, таким образом, им не нужно перемещаться в поисках пищи. Оплодотворение осуществляется с помощью грызунов, насекомых, ветра, поэтому мышечная и нервная ткань у них не развита. В отличие от животных, которые преодолевают огромные расстояния для добычи пищи, и поиска благоприятных мест размножения и выращивания потомства.
Значение в природе и жизни человека
- Обогащение кислородом атмосферного воздуха.
- Неотъемлемое звено пищевых цепочек.
- Используются в качестве строительного материала, сырья для изготовления бумаги, мебели и д.т.
- Применение полезных свойств в медицине.
- Производство натуральных тканей (лен, хлопок).
- Очищают воздух от пылевых загрязнений.
Вентиляционные ткани (аэренхима)
Аэренхима – это вентиляционная ткань или ткань проветривания. Главную функцию аэренхимы выполняют крупные межклетники, по которым и циркулирует воздух. Воздух необходим высшим растениям как для дыхания, так и для процессов фотосинтеза. Наличие аэренхимы характерно для водных или околоводных высших растений. Воздух, находящийся в системе полостей аэренхимы, не только вентилирует все части растения (в особенности подводные), но и придает им плавучесть, как, например, листьям кувшинки.
Аэренхима обычно имеет вид системы полостей с однослойными стенками. Клетки, слагающие стенки полостей могут иметь вытянутую форму или же могут быть шарообразной формы. Сами полости при этом в некоторых местах имеют тонкие пленчатые перегородки из одного ряда мелких клеток. Клетки этих перегородок имеют звездчатую форму, таким образом, между «лучей» данных клеток остаются мелкие отверстия в пленке (межклетники). Данные перегородки не мешают выполнять вентиляционную функцию аэренхиме, пропуская воздух через эти мелкие отверстия. Однако, если произойдет повреждение и полость начнет заполняться водой, то такая перегородка не попустит капельно-жидкую воду, поскольку поверхностное натяжение жидкости не позволит ей пройти сквозь мелкие отверстия. Такая аэренхима встречается у кувшинки, ириса, рдеста и т.д.
В другом случае аэренхима может быть целиком представлена только звездчатыми клетками. Такие клетки формируют трехмерную рыхлую ткань, похожую по консистенции на вату. Между «лучей» этих клеток также формируется одно большое общее межклеточное пространство, по которому циркулирует воздух. Такой тип аэренхимы характерен для ситников, осок, некоторых злаков и т.д. Также рыхлая аэренхима, многократно преломляя свет, придает белый цвет лепесткам некоторых растений.
Рисунок: Аэренхима. А – аэренхима на поперечном срезе стебля; Б – клетки пленчатой перегородки, разделяющей полости аэренхимы; В – аэренхима из трехмерно расположенных звездчатых клеток.
Вентиляционная ткань выполняет свою функцию за счет многочисленных увеличенных межклетников. Стоит помнить, что межклетники по типу происхождения делятся на три типа. Схизогенные межклетники образовались в результате простого расхождения клеток в пространстве. Лизигенные полости формируются в результате деградации (лизиса) некоторых клеток. Крупные рексигенные полости являются результатом механического разрыва тканей, например, в центре черешков или стеблей некоторых растений.
# Анатомия растений
# 10 класс
# 11 класс
Высшие растения определение, строение, характеристика и признаки
Многоклеточные наземные растения, способные использовать свет в процессе жизнедеятельности, обладающие развитыми органами и тканями, характеризующиеся чередованием типов размножения, называются высшими.
Развитие проходило в стремлении приспособиться к наземному существованию.
Результатом стали преобразования в строении:
- корни, всасывающие воду и минеральные вещества, а также укрепляющие растение в почве,
- листья, способные к синтезу органических веществ из неорганических,
- стебли – проводящие органику и воду.
Наземные растения характеризует чередование поколений и автотрофное питание.
Отдел «покрытосеменные» (или «цветковые»)
Цветковые растения — это самая многочисленная и высокоорганизованная группа растений. Насчитывают более 300 тысяч видов. Эта группа составляет основную часть растительного покрова планеты. Почти все представители растительного мира, окружающие нас в обычной жизни, как дикорастущие, так и садовые растения, являются представителями покрытосеменных. Среди них можно встретить все жизненные формы: деревья, кустарники и травы.
Главным отличием покрытосеменных растений является то, что их семена покрыты плодом, образованным из завязи пестика. Плод является защитой семени и способствует их распространению. Покрытосеменные образуют цветки — орган полового размножения. Характерным для них является двойное оплодотворение.
Цветковые растения господствуют в растительном покрове как наиболее приспособленные к современным условиям жизни на нашей планете.
Значение для человека: используются в пищу; выделяют кислород в окружающую среду; применяются в качестве стройматериалов, топлива; используются в медицинской, пищевой, парфюмерной промышленности.
Механические ткани
Существует две специализированные механические ткани высших растений – склеренхима и колленхима.
Склеренхима, как правило, состоит из клеток вытянутой формы – волокнообразных. Их клеточные стенки утолщаются и лигнифицируются, то есть одревесневают. Живое содержимое клетки впоследствии отмирает. Таким образом, склеренхима – это мертвая ткань, механическую функцию в которой выполняют жесткие клеточные стенки. Склеренхима твердая жесткая ткань и в растении она выполняет армирующую функцию, располагаясь обычно тяжами или слоями. Однако иногда склеренхима может быть представлена в виде отдельных клеток с одревесневшими клеточными стенками, разбросанных в толще некой мягкой ткани (например, паренхимы). Такие клетки называются склереидами. По форме различают разные типы склереид: брахисклереиды, астросклереиды, остеосклереиды и волокнистые склереиды. Все склеренхимные элементы вместе составляют стереом – совокупность всех толстостенных одревесневших клеток растения. Следует также помнить, что отчасти механическую функцию, подобно склеренхиме, выполняет водопроводящая ткань ксилема (в особенности ядровая древесина – вторичная ксилема, прекратившая проводить воду).
Рисунок 1: Склеренхима.
Колленхима также является механической тканью, однако клетки ее остаются живыми. Их клеточные стенки утолщаются, но неравномерно и не одревесневают. Живые клетки упругие, так как находятся под тургорным давлением, а клеточные стенки эластичны, поскольку состоят из полисахаридов. Именно эти свойства и позволяют колленхиме выполнять свою механическую функцию. Таким образом, колленхима – это живая упругая эластичная механическая ткань. Обычно колленхима располагается в тех органах высших растений, которые подвержены изгибу и должны быть упругими. Например, это стебли травянистых растений, особенно если стебель граненый или ребристый, то вдоль граней под эпидермой, скорее всего, располагаются тяжи колленхимы. Также колленхима часто встречается в листьях в черешке и вдоль средней жилки, поскольку именно эти части должны быть эластичными и упругими. Выделяют три типа колленхимы: уголковую (клеточные стенки утолщены в местах контакта трех и более клеток – «в уголках»), пластинчатую (утолщены продольные клеточные стенки) и рыхлую (похожа на уголковую, но с крупными межклетниками).
Рисунок 2: Колленхима. А – рыхлая; Б – пластинчатая; В – уголковая. 1 – первичная; клеточная стенка; 2 – вторичная клеточная стенка; 3 – межклетник; 4 – протопласт.
Слайды и текст этой презентации
Происхождение высших растений
Первые этапы эволюции
Подцарство Embryophyta (Embryobionta)– Высшие растения
Сложные дифференцированные организмыХарактеризуются закономерным чередованием двух поколений – полового (гаметофит) и бесполого (спорофит)Зигота развивается в многоклеточный зародышСпорофит большинства таксонов расчленен на побеги (стебли и листья) и корни
Подцарство содержит > 300 000 видов, объединяемых в 9 отделов:
Риниофиты – Rhyniophyta Зостерофиллофиты – ZosterophyllophytaМоховидные – Bryophyta 4. Плауновидные – Lycopodiophyta5. Псилотовые – Psilotophyta 6. Хвощевидные – Equisetophyta7. Папоротниковидные – Polypodiophyta8. Голосеменные – Gymnospermae, Pinophyta9. Покрытосеменные – Angiospermae, Magnoliophyta
вымерли
существуютв настоящее время
Высшие растения делят на
споровые
Процессы полового и бесполого размножения разделеныСпоры образуются после мейоза в спорангиях на спорофите (2n)Гаметы образуются в половых органах на гаметофите (n)Являются первыми сосудистыми растениями, заселившими сушуДали начало семенным растениям
семенные
Имеют многоклеточное образование – семя, которое образуется в результате последовательно протекающих процессов бесполого и полового размножения
2 отдела:ГолосеменныеПокрытосеменные
Первые наземные растения появились
в начале силурийского периода
(415 – 430 млн. л. н.)
Выйдя на сушу, растения оказались в двух средах: почвенной и воздушной.Чтобы выжить в новых условиях растения выработали следующие приспособления:Эпидерма с устьицами, покрытая кутикулойСистема проводящих тканей из трахеид и (позже) сосудовМногоклеточные спорангии, защищенные слоем стерильных клеток, с кутинизированными спорами
Существует 2 теории происхождения высших растений от водорослей:
Rhyniophyta
Остальные наземные растения
Bryophyta
Rhyniophyta
Остальные наземные растения
Отдел Rhyniophyta – Риниофиты, или Риниофитовые
Были открыты в 1859 г. в девонских отложениях в Канаде, а в 1912 г. были найдены в еще более древних ископаемых остатках (раннедевонских)близ деревни Райни в Шотландии.
Древнейшим из высших растений, известных в ископаемом состоянии является куксония (Cooksonia)
Небольшое (около 5-7 см выс.) растение.Произрастало в конце силура (более 415 млн. л. н.)
Хорошо изучены представители ископаемого рода
Rhynia — Риния
Некоторые представители достигали 50 см выс. и 5 см в диам.Тело ринии было дифференцировано на вертикально расположенные неравнодихотомически ветвящиеся осевые органы – теломыи горизонтальные – ризомоиды с пучками ризоидов.На концах теломов формировались спорангии до 10-12 мм дл. и 4 мм в диам.
Теломы снаружи были покрыты эпидермой с кутикулой и примитивными устьицами
В центре располагается узкий тяж ксилемы, вокруг нее – флоэма (протостела). Большую часть телома заполнена паренхимой коры, которая выполняла функцию фотосинтеза, снаружи располагается эпидерма.
Самые крупные представители риниофитов относятся к роду пертика — Pertica
Достигала 3 м выс.
У представителей рода ярравия – Yarravia спорангии срастались и формировали синангии
Отдел Zosterophyllophyta — Зостерофилловые
Для представителей отдела характерно боковое положение спорангиев и наличие экзархной ксилемы.
Спорангии у них были круглыми или поперечно вытянутыми и вскрывались продольной щелью наверху.
ксилема
флоэма
Наиболее изучены 3 рода:
Госслингия – Gosslingia с дихотомически ветвящимися осями, от которых отходили отростки в виде ризофор селягинелловых. Спорангии почковидной формы располагались на коротких боковых осях.
Савдония – Sawdoniaна ее осях имелись шиповатые выросты эмергенции без проводящих пучков. Спорангии располагались на коротких толстых ножках.
Наиболее древним является род зостерофиллюм – Zosterophyllum, известный из нижнего девона.
Высота растения была 15-17 см. Стелющиеся оси дихотомически ветвились под прямым углом.От них отходили вертикальные спороносные теломы со спорангиями на коротких ножках в виде колосовидных собраний (до 60 шт.)
Заключение
Подцарство высших растений прошло большой путь в процессе своей эволюции. У наиболее развитых представителей можно увидеть цветок, семя, плод. Все изменения тела происходили для того, чтобы укрепиться на суше: появление корней, листьев, совершенствование способа размножения.
Только высшие растения способны производить органическое вещество из неорганического.
Царство растений поражает своим величием многообразием. Куда бы мы ни поехали, в каком бы уголке планеты ни оказались, везде можно встретить представителей растительного мира. Даже льды Арктики не являются исключением для их обитания. Каково это царство растений? Виды его представителей разнообразны и многочисленны. Какова общая характеристика царства растений? Как их можно классифицировать? Попробуем разобраться.
