Классный урок на «Радио России – Тамбов», эфир 19 мая 2020 года

Царство  Растения.  Строение и Многообразие

1. Происхождение растений
2. Ткани, клетки,  органы.
3. Основные отделы  растений.  Классы покрытосеменных

 

1. Происхождение растений

Растения появились на планете около 3 млрд лет назад, когда произошло разделение живого мира на царства. В конце силура возникают Высшие (наземные) растения, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса. Они представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосеменным относится около 250 тысяч видов растений. В настоящее время растений насчитывается свыше 350 тыс видов. Они присутствуют в большинстве биоценозов планеты и являются основными продуцентами биомассы. Растения – отдельное биологическое царство, состоящее из разнообразных организмов, обладающих определенными чертами:

• осмотический тип питания(растения получают вещества в виде водных растворов, через клеточную мембрану)
• клетки обладают толстыми клеточными стенками из целлюлозы (продукт жизнедеятельности протопласта);
• автотрофность ( имеют специфические органоиды — пластиды. Пластид три вида – хлоропласты содержат хлорофилл и осуществляют фотосинтез, хромопласты содержат красители и обеспечивают окраску плодов и цветков, в лейкопластах откладывается запасное вещество крахмал);
• клетки обладают крупными вакуолями, в которых запасается клеточный сок;
• ведут прикрепленный образ жизни (одна из причин питание путем всасывания)
• обладают способностью к неограниченному или очень продолжительному верхушечному росту.

Ткани растений У многоклеточных растений клетки специализированы и объединены в ткани. Растительная ткань обладает следующими отличительными особенностями: -часто нет межклеточного вещества, клетки плотно прилегают друг к другу; -в тканях может быть большое количество мертвых клеток, некоторые из тканей целиком представлены мертвыми клетками, например, механическая ткань (склеренхима) и пробка; -одна и та же ткань может состоять из клеток разных типов – древесина (ксилема) состоит из проводящих клеток, древесных волокон и мертвых клеток механической ткани паренхимы. Важными видами ткани растений являются:

• Образовательная (меристема)
• Основная (паренхима)
• Механическая
• Покровная
• Проводящая

Образовательная ткань участвует в формировании всех тканей, а значит и самого растения. Располагаясь на верхушке корня и стебля, она обеспечивает длительный рост растения. Клетки меристемы мелкие округлой формы, имеют тонкие стенки. Цитоплазма в них густая, ядро крупное, вакуолей нет или они очень мелкие. Делятся они в разных направлениях. Камбий , например, обеспечивает рост стебля в толщину. Основная ткань размещает в себе другие ткани и составляет основу органов растений. Она выполняет ряд функций, от фотосинтеза до запаса питательных веществ. Клетки паренхимы округлой формы, средней и крупной величины, содержат хлоропласты. Ядро располагается у стенки, вакуоли крупные. Хорошо развито межклеточное вещество. Механическая ткань словно каркас обеспечивает прочность органов растения, оберегая их от излома, колленхима(состоит из живых клеток) и склеренхима(состоит из мертвых) и склереиды – каменистые клетки с утолщенными одревесневшими оболочками (мякоть плодов груши, скор лупа орехов).. Это жилки листа, волокна стебля, ( из лубяных волокон льна изготавливают льняное полотно, из волокон липы – лыко, мочало) ,косточки. Клетки вытянутой формы, оболочка утолщена, одревесневела. Цитоплазма часто отсутствует. Покровная ткань обеспечивает связь растения с окружающей средой и защиту. Она покрывает поверхность всех органов растения. Клетки мелкие и средние, плотно прилегают друг к другу. Покровная ткань делится на три вида:

• эпидермис (кожица), расположена на поверхности листьев и молодых зеленых побегов;
• перидерма сменяет эпидермис и располагается на стеблях и корнях;
• корка образуется у кустарников и деревьев.

Проводящая ткань находится в жилках листа, стебля, корня и обеспечивает передвижение воды и питательных веществ. Ксилема -восходящий ток (вода с минеральными веществами) и флоэма -нисходящий ток(органические вещества ) В процессе эволюционного развития происходило усложнение растений. На данный момент насчитывается несколько их таксономических Отделов, очень сильно отличающихся друг от друга. Растения могут иметь разную структуру тела – существуют:

• талломные растения, у которых нет отдельных органов, например, некоторые мхи;
• листостебельные – есть листья и стебли, но нет корней. Это - большинство мхов;
• корнепобеговые – есть разделение на корневую и побеговую системы.
• Органы растений

Часть растения, занимающая определенное положение, имеющая характерную форму и строение и выполняющая специфическую функцию, называется органом. Органы растений разделяются на два типа:

• вегетативные – листья, стебель, корень;
• генеративные – плод, цветок, семя.

Корень – орган растения, закрепляющий его в грунте. Он обеспечивает всасывание минеральных веществ и воды, в нем содержится запас питательных веществ, с его помощью осуществляются симбиотические связи, в нем синтезируются многие нужные вещества. Он может быть эволюционно видоизменен и представлять собой:

• корнеплод; (морковь, свекла, петрушка)
• корнеклубень; (георгины)
• зацепку (плющ);
• воздушный корень. (монстера, филодендрон )
• Клубеньки на корнях бобовых — это видоизменения корней

Существует два вида корневых систем растений – мочковатая, где главный корень незаметен среди придаточных и стержневая, где главный корень длинный и толстый, а остальные являются придаточными.Стебель может быть заметным, а может представлять собой небольшое утолщение у розеточных форм. Это надземная часть растения; представлена системой ветвящихся побегов, его функциями является: связывает между собой все органы растения; обеспечивает восходящий и нисходящий токи веществ; определяет положение растения, несет листья, цветки и плоды; запасает и хранит питательные вещества (крахмал, жир и др.); участвует в фотосинтезе (зеленые клетки кожицы); является одним из органов вегетативного размножения (на любом его участке могут образовываться придаточные почки и корни). Побегом называется стебель с листьями и почками, выросший в течение одного вегетационного периода. Почка – это зачаток побега или цветка, прикрытый укрывными чешуйками. Многие растения имеют видоизмененные побеги:

• корневища (многолетние травянистые растения, крапива, брусника, ландыш);
• клубни (картофель, земляная груша);
• луковицы (лилия, лук, чеснок, тюльпан)
• видоизмененная почка– зачаточный побег (кочанная капуста);
• стеблевые суккуленты(кактусы, молочаи);
• колючки(дикая яблоня, боярышник);
• усики(побеги винограда);
• уплощения стебля или побега(филлокладии и кладодии) у растений засушливых мест..

На свойстве стебля образовывать придаточные корни основывается способ черенкового размножения.Лист является основным фотосинтезирующим органом растения. Кроме того, лист регулирует испарение воды растением и газообмен. Листья тоже могут быть видоизмененными и представлять собой: листовые колючки(кактус, барбарис) – защитная функция; усики(бобовые) – механическая функция (поддержание стебля); мясистые листья(алоэ) – накопление и хранение влаги ловчий аппарат(росянка, мухоловка) – для захвата и переваривания насекомых (железистые волоски выделяют жидкость, которая привлекает насекомых); части цветка(за исключением цветоножки и цветоложа). При наступлении неблагоприятных условий растение впадает в состояние пониженного метаболизма и жертвует листьями – у древесной флоры при этом листья опадают, у трав – вянут с последующим разрушением, не отрываясь от стебля.Цветок – это специализированный орган полового размножения, состоящий из:

• чашечки, представляющей собой соединенные чашелистики и удерживающей лепестки и цветоложе;
• венчика, состоящего из лепестков, обеспечивающего защиту от ветра и привлечение насекомых;
• пестика – женского органа размножения;
• тычинок, на которых образуется пыльца.

Если цветок содержит и тычинки, и пестик – он обоеполый. Если только пестик – женский. Цветок только с тычинками – мужской. Размножение растений Чтобы произошло оплодотворение, зернышко пыльцы должно оказаться на рыльце пестика. Яйцеклетка растения находится глубоко внутри пестика. После попадания на рыльце (верхнюю часть) пестика, зерно пыльцы быстро прорастает внутрь завязи, формируя тонкую полую трубочку. В этот момент в ней делится генеративное ядро, образуется два спермия. Когда трубка достигает дна завязи, один спермий сливается с яйцеклеткой, другой – с крупной центральной клеткой. Это называется двойным оплодотворением, уникальным явлением в живой природе. Результатом такого слияния становятся: семя, которое разовьется из яйцеклетки, и питательная ткань для него (эндосперм), который разовьется из триплоидной клетки, получившейся после слияния ее с другим спермием. Цветковые могут быть двудомными – на одном растении появляются только мужские или только женские цветки или однодомными – тогда оба вида цветков развиваются на одном и том же растении. Плод осуществляет функцию является защиты семян и обеспечение их распространения. Плоды могут быть односемянными и многосемянными, сухими и сочными. Сочные плоды имеют привлекательный и вкусный околоплодник, сухие – различные приспособления для разнесения их ветром или животными (летучки, пушинки, крючки). Семя содержит в себе зародыш будущего нового растения и эндосперм для его питания на начальных стадиях развития. Семена состоят из одной или двух долей, на основании чего растения подразделяются на однодольные и двудольные, зародыша и плотной кожуры. Для растений характерно и бесполое размножение:

• спорами различных типов размножаются мхи и папоротники;
• вегетативно размножается большинство цветковых растений, для этого используются различные его части – листья, побеги, корневища, клубни. Низшие растения тоже способны к вегетативному размножению.

Водоросли Он относится к подцарству Низших растений. Отличительными особенностями его представителей являются: 1) отсутствие разделения тела на ткани и органы – оно называется слоевищем или талломом; 2) гаметы могут быть одинакового размера и обе подвижными; 3) растение полностью зависит от наличия воды. Еще одно существенное отличие от других растений – известно множество видов одноклеточных водорослей и колониальных форм. Абсолютное большинство водорослей являются эукариотами. Питаются, всасывая вещества всей поверхностью слоевища, одноклеточные – могут питаться фагоцитозом. В биоценозах – являются производителями биомассы, продуцентами. Около 80% органики в морской среде производится водорослями. Для человека имеют довольно важное значение – некоторые, как ламинария и хлорелла употребляются в пищу, из других получают необходимые вещества в химической промышленности – йод, органические кислоты, уксус. Используются в сельском хозяйстве как корм для животных. В фармакологии – как поставщики слизеобразующих и желирующих веществ. Высокая скорость размножения и роста делает их важным биологическим ресурсом. Кроме водорослей, все остальные растения относятся к подцарству Высших растений Мохообразные На Земле известно около 20 тысяч видов мохообразных. Это в большинстве своем сухопутные многолетние растения, довольно примитивного строения: 1) не имеют органов и тканей. К земле крепятся с помощью ризоидов; 2) в жизненном цикле половое поколение доминирующее, бесполое представлено спорофитом – коробочкой на ножке, вырастающей из основного тела мха. В этой коробочке и развиваются споры; 3) для полового размножения необходимо наличие воды, так как мужская гамета снабжена жгутиком и подвижна, до яйцеклетки расположенной в архегонии она может добраться только в воде. Распространены везде, где есть пресная вода. Являются продуцентами биомассы. Удерживая влагу в почве, способствуют заболачиванию, также концентрируют в себе тяжелые металлы и радионуклиды. Выделяют консервирующие  и антисептические (сфагнум) вещества, из-за чего в глубоких болотах часто находят хорошо сохранившиеся тела погибших людей и животных, предметы быта прошлых веков. Папоротники Насчитывается около 10 тыс видов. Отличительными особенностями являются: 1) наличие уже заметных органов и тканей – вайи (примитивный листовой аппарат), видоизмененного побега (корневища), корней, а также проводящей ткани; 2) преобладает бесполое поколение спорофит; 3) для оплодотворения нужна вода. Половое размножение папоротников происходит со сменой поколений – споры, которые можно увидеть, если взглянуть на нижнюю сторону вайи – неоплодотворены. Они высыпаются на землю, в благоприятных условиях из такой споры появляется следующее, половое поколение, гаметофит, представляющий собой небольшую плоскую пластинку. Иначе его называют заростком. На заростке развиваются мужские и женские гаметы. Созревшие гаметы во влажной среде сливаются, давая начало следующему бесполому поколению. После укоренения этого зародыша заросток отмирает. Несколько видов папоротников употребляются в пищу. Также, вайи папоротника представляют интерес для флористов. Стоит помнить о существовании ядовитых папоротников, в том числе, произрастающих на территории России. В настоящее время папоротники не имеют большого влияния на экосистемы, в прошлом – они были одним из доминирующих видов. Предполагается, что именно древние древовидные папоротники превратились со временем в пласты каменного угля. Голосеменные Это небольшой численно таксон, в котором насчитывается около 700 видов. Голосеменные, предположительно, произошли от древних папоротников. Известны с каменноугольного периода. Отличительными их чертами являются: 1) наличие настоящих семян, но не имеющих околоплодника. Семена защищены чешуями шишек (научное название – стробилы); 2) развиты сосудистые, механические, основные ткани; 3) листья игольчатой формы, покрыты толстой кутикулой, у большинства не опадают, постепенно старые заменяются новыми. Голосеменные принадлежат к обоеполым, ветроопыляемым растениям. На растении образуются мужские и женские шишки. Гаметофиты представлены пыльцевым зерном и яйцеклеткой, основной формой жизни является спорофит – собственно, кустарник или дерево. Голосеменные играют важную роль в биоценозах и хозяйственной деятельности человека. Покрытосеменные Эволюционно наиболее молодые растения. Главные их особенности – наличие цветков и завязи, а также двойное оплодотворение. Название получили в связи с тем, что семяпочка расположена внутри завязи, защищена от негативного влияния внешней среды. Цветковые в настоящее время – самый многочисленный таксон. Известно более 250 тыс. видов. Покрытосеменные отличаются крайним разнообразием форм, среди них известны деревья, кустарники, стелющиеся, полукустарники, травы. Существует 2 таксономических класса покрытосеменных:

1. Однодольные–  к ним принадлежат семейства Лилейные, Орхидные, Злаки и многие  другие. Характеризуются:

• наличием мочковатой корневой системы;
• редким ветвлением стеблей;
• параллельным жилкованием листовых пластинок;
• отсутствием прилистников;
• отсутствием камбия;
• наличием одной семядоли.

Для точного установления принадлежности конкретного растения к данному классу требуется сочетание нескольких признаков.

2. Двудольные.(Семейство Крестоцветные, Розоцветные, Бобовые, или Мотыльковые, Пасленовые).Этот класс характеризуется следующими отличиями:

• наличием двухсемядольного зародыша;
• наличие образовательной ткани – камбия, располагающейся между древесиной и лубом, что обеспечивает возможность утолщения стебля в процессе роста;
• сетчатым жилкованием;
• наличием листьев сложной формы;
• стержневой корневой системой.

Играют очень важную роль в хозяйственной деятельности людей – к двудольным относятся многие сельскохозяйственные растения и практически все древесные формы покрытосеменных.