Высшие растения особенности строения и размножения

характеристика и жизненный цикл

Высшие растения — это многоклеточные фототрофные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде и характеризующиеся правильным чередованием полового и бесполого поколений и наличием дифференцированных тканей и органов.

Основные признаки, отличающие высшие растения от низших:

— приспособленность к обитанию в наземной среде;

— наличие четко дифференцированных тканей, выполняющих конкретные специализированные функции;

— наличие многоклеточных органов размножения — полового (гаметангий) и бесполого (спорангий). Мужские гаметангии высших растений называются антеридиями, женские — архегониями. Гаметангии высших растений (в отличие от низших) защищены оболочками из стерильных (бесплодных) клеток и (у отдельных групп растений) могут быть редуцированы, т.е. уменьшены и упрощены;

— превращение зиготы в типичный многоклеточный зародыш, клетки которого первоначально не дифференцированы, но генетически детерминированы на специализацию в определенном направлении;

— правильное чередование двух поколений — гаплоидного полового (гаметофит), развивающегося из споры, и диплоидного бесполого (спорофит), развивающегося из зиготы;

— доминирование в жизненном цикле спорофита (у всех отделов кроме Моховидных);

— разделение тела спорофита (у большинства отделов высших растений) на специализированные вегетативные органы — корень, стебель и листья.

Всем высшим растением свойственно наличие двух жизненных фаз, закономерно сменяющих друг друга – гаметофита и спорофита. Вместе они составляют жизненный цикл высшего растения.

Гаметофит развивается из споры и представляет собой поколение, способное размножаться половым путем, т.е. слиянием двух гаплоидных клеток – гамет с образованием диплоидной зиготы. Поскольку гаметы у высших растений всегда образуются в результате митоза само тело гаметофита построено тоже из гаплоидных клеток.

Спорофит развивается из зиготы. Он размножается бесполым путем (спорами), и его тело образовано клетками с диплоидным набором хромосом. Спорофит не образует половые органы, и споры развиваются в особых многоклеточных структурах – спорангиях. Несмотря на то, что спорофит образован диплоидными клетками, споры гаплоидны т.к. образуются в процессе мейоза из материнских клеток – предшественников.

Органы растений, выполняющие функцию полового размножения.

У различных представителей растительного царства они сильно отличаются по уровню дифференциации и сложности строения. У некоторых водорослей и лишайников генеративные органы не дифференцированы на мужские и женские (морфологически не отличимы) и различаются только физиологически. В других случаях у низших растений генеративные органы подразделяются на антеридии (образующие мужские гаметы) и оогонии (образующие женские гаметы), как правило, одноклеточные. От них в процессе эволюции произошли многоклеточные генеративные органы высших растений — антеридии и архегонии. У высших споровых растений (мхов, папоротников, хвощей и плаунов) антеридии представляют собой небольшие овальные или шаровидные тельца, одетые снаружи бесплодными клетками, в. которых образуются подвижные сперматозоиды (мужские гаметы) (см. Мхи, Папоротниковидные, Плауновидные, Хвощевидные). Архегонии выглядят как небольшие бутылкообразные или колбообразные тельца, состоящие из брюшка и шейки. В брюшке помещается неподвижная яйцеклетка — женская гамета. В процессе эволюции высших растений архегонии и антеридии претерпевают упрощение (редукцию). У наиболее высокоорганизованных покрытосеменных растений, а также у некоторых голосеменных растений архегонии отсутствуют. У сосновых от архегония сохраняется яйцеклетка и несколько боковых клеток, а мужской гаметофит редуцирован до трех клеток и антеридии, и как таковой не образуется. У покрытосеменных (цветковых) растений, в связи с особенностями их развития, возникают высокоспециализированные генеративные органы — мужские гаметофиты (пыльцевые зерна), состоящие из двух клеток (генеративной и вегетативной), и сильно редуцированные женские гаметофиты — зародышевые мешки. Понятие Генеративные органы, у покрытосеменных растений часто распространяют на цветки и плоды.

Источник

71. Высшие растения, общая характеристика и морфология.

К высшим относятся все наземные листостебельные растения, размножающиеся спорами или семенами. Современный растительный покров Земли состоит из высших растений, общая биологическая черта которых — автотрофное питание. В процессе длительной приспособительной эволюции автотрофных растений в воздушноназемной среде обитания выработалась общая структура высших растений, выражающаяся в их морфо­логической расчлененности на листостебельный побег и корневую систему и в сложном анатомическом строении их органов. У высших растений, приспособившиеся к жиз­ни на суше, возникают специальные органы поглощения минераль­ных растворов из субстрата —ризоиды (у гаметофита) или корневые волоски (у спорофита). Ассимиляция углекислого газа из воздуха осуществляется листьями, состоящими главным образом из хлорофиллоносных клеток. Из проводящей ткани, связывающей два важнейших концевых аппарата — корневой волосок и зеле­ную клетку листа,—и из опорной ткани, обеспечивающей устойчи­вое положение растения в почве и в воздухе, сформировалась протостела первичного стебля и корня. Стебель своим ветвлением и листорасположением обеспечивает наилучшее размещение листьев в пространстве, чем достигается наиболее полное использование световой энергии, а ветвлением корня — эффект размещения огромной всасывающей поверхности корневых волосков в сравни­тельно малом объеме почвы. Первичные высшие растения унаследовали от своих предков-водорослей высшую форму полового процесса — оогамию и двух­фазный цикл развития, характеризующийся чередованием двух взаимозависимых поколений: гаметофита, несущего половые органы с гаметами, и спорофита, несущего спорангии со спорами. Из зиготы развивается только спорофит, а из споры гаметофит. На ранних этапах появились два направления эволюции высших растений: 1) гаметофиту принадлежит преобладающая роль в жизни организма, 2) преобладающим «взрослым» растением является спорофит. Современные высшие растения делят на следующие типы: 1)Мохообразные, 2) Папоротникообразные, 3) Голосеменные, 4)Покрытосеменные, или Цветковые.

72. Сфагновые мхи (Sphagnidae), характеристика, особенности строения, распространения и экологическая роль.

Порядок сфагновые мхи включает всего одно семейство, с одним родом сфагнум. Сфагновые мхи поселяются на бедных известью сырых почвах, где образуют сплошные ковры. Сфагновый покров в лесах и на лугах приводит к быстрому их заболачиванию. Сфагнумы являются главными

торфообразователями. От зеленых мхов они отличаются наличием в теле системы особых водозапасающих (гиалиновых) клеток; ксилемных тяжей нет; спорогоний более простого строения, без перистома; прото­нема пластинчатая. Строение тела и спорогоний сфагнума. Сфагнум имеет тонкий главный стебель, несущий боковые вет­ви. На верхушке стебля веточки короткие и скучены в го­ловку. Далее по стеблю располагаются пучками (по 2—5) удли­ненные, горизонтально отстоящие веточки, а еще ниже — тонкие и наиболее длинные, свисающие вниз ветви, которые плотно прилегают к стеблю, что способствует передвижению воды вдоль не­го. Веточки и главный стебель покрыты мелкими листочками раз­личной формы и величины. Ризоидов у взрослых растений торфя­ных мхов нет. Нижняя часть стебля, которой сфагнум погружен в субстрат, ежегодно отмирает, а верхняя часть нарастает за счет одной из верхушечных ветвей. Сфагновые мхи обладают очень высокой гигроскопичностью. Они могут поглощать и удерживать в себе количество воды, пре­вышающее массу самого растения в 30—37 раз. Это объясняется наличием в теле системы особых водоносных клеток. Снаружи стебель покрыт несколькими рядами крупных мертвых водоносных (гиалиновых) клеток с отверстиями — перфорациями и спиральными утолщениями стенок. Они составляют многослойный эпидермис. Глубже располагается не­сколько рядов более мелких клеток с одревесневшими стенками — древесинный цилиндр. В центре стебля находится паренхимная «сердцевина». Листья сфагнума однослойные, состоят из клеток двух видов: хлорофиллоносных и водоносных. Первые узкие, зеленые, богатые хлорофилловыми зернами, располагаются сетью, в ячеях ко­торой лежат крупные бесцветные водоносные клетки, по строению сходные с теми, что покрывают снаружи стебель. На верхушечных веточках одного и того же или разных рас­тений образуются половые органы. Архегонии возникают группой на самой вершине, а антеридии — на оси ветви, чередуясь с ли­стьями. Антеридиальные ветви более толстые, чем вегетативные, и покрыты черепитчато расположенными листочками. Спорогоний торфяного мха, образующийся после оплодотворе­ния, состоит из шаровидной коробочки и очень короткой ножки, которой он внедряется в верхушку несущего его стебелька. К мо­менту созревания спор верхушка стебля удлиняется и образует ложную ножку спорогония. Стенки коробочки многослойные. Свер­ху коробочка прикрыта округлой крышечкой. Со дна коробочки поднимается короткая колонка, на нее налегает куполообразный спорангий, в котором из клеток археспория возникают споры. Перистома нет. При созревании спор крышечка сбрасывается и споры высыпаются наружу; из споры развивается однослойная пластинчатая протонема с ризоидами, которые в дальнейшем ис­чезают. На протонеме закладываются почки, а из них образуются побеги сфагнума.

Источник