6 класс. Биология. Плауны и хвощи. Папоротникообразные и их разнообразие

Комментарии преподавателя

Общая характеристика

Папоротники – отдел высших споровых растений. Многолетние растения, растут во влажных местах. Чаще всего травянистые, в тропиках встречаются древовидные формы (см. Рис. 1).

Рис. 1. Древовидные папоротники, встречаются в тропиках

Папоротники имеют корни и побеги, представлены разнообразными жизненными формами. Возникли в девонском периоде палеозойской эры.

Палеозойская эра, палеозой, PZ (от греч. πᾰλαιός – древний, греч. ζωή – жизнь) – геологическая эра в истории планеты Земля, известная как эра древней жизни.

Каменноугольный период, сокращенно карбон (С), – предпоследний (пятый) геологический период палеозойской эры. Начался 358,9 ± 0,4 млн лет назад, кончился 298,9 ± 0,15 млн лет назад. Продолжался, таким образом, около 60 млн лет. Название получил из-за сильного углеобразования в это время.

В каменноугольный период вместе с хвощами и плаунами папоротники составляли основу растительности. Приняли участие в образовании каменного угля. Составляли основу растительности также в мезозойской эре.

Строение папоротников

Вайя – сильно рассеченные листья папоротников (см. Рис. 2). Дали начало листьям голосеменных.

Рис. 2. Вайя

Вайя (от др. греч. βαΐον – пальмовая ветвь) – листоподобный орган папоротников и некоторых примитивных голосеменных, так называемых семенных папоротников. Появилась в результате уплощения ветвей древних предков. Уплощение увеличивало площадь поверхности и повышало эффективность фотосинтеза у древних папоротников, а значит, и их конкурентоспособность. В эмбриональном состоянии вайя, как правило, спирально (улиткообразно) свернута.

Другое название вайя – плосковетка. Вайя имеет собственную проводящую систему. Может быть цельной (см. Рис. 3).

Рис. 3. Цельная вайя

Папоротники имеют корневища – подземные побеги, расположенные параллельно земле (см. Рис. 4). Обеспечивают вегетативное размножение папоротника.

Рис. 4. Корневище

 На обратной стороне листьев папоротника расположены органы спороношения (см. Рис. 5). Строение спорангия можно рассмотреть только под микроскопом.

Рис. 5. Органы спороношения папоротника

Совокупность органов спороношения папоротников – спорангиев называется сорусами. Сверху сорусы покрыты образованием – индузием. Чаще всего, в 1 спорангии формируется 64 споры.

Строение спороносящего папоротника

Рассмотрите растения папоротника. Определите размеры, форму и окраску корневищ и вайя. Рассмотрите под лупой бурые бугорки на нижней стороне листьев. Что это? Что в них образуется? Каково значение спор в жизни папоротников? Сравните папоротники со мхами: найдите сходство и различия. Обоснуйте принадлежность папоротников к высшим растениям. Какое поколение преобладает в жизненном цикле папоротников?

Для полового размножения папоротники вначале образуют споры, из которых прорастают гаметофиты – заростки (см. Рис. 6).

Рис. 6. Половое размножение папоротников – споры, гаметофит

Гаметофит – гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы.

Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы, – архегонии. Оплодотворение женских гамет (яйцеклеток) у наземных растений, как правило, происходит в архегонии, после чего из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита.

Заростки примитивных папоротников подземные, питаются за счет симбиоза с грибами.

У более сложно утроенных папоротников заростки (см. Рис. 7) наземные, способны к фотосинтезу, созревают быстро. Заростки прикрепляются к земле с помощью ризоидов.

Рис. 7. Заросток папоротника

В жизненном цикле папоротника (см. Рис. 8) преобладает спорофит. На гаметофите формируются мужские и женские половые клетки, которые сливаются, в результате чего начинает развиваться спорофит.

Рис. 8. Жизненный цикл папоротника

Существует более 10 000  видов современных папоротников. Представители:

Азолла – водное растение (см. Рис. 9), олений рог, щитник мужской, сальвиния плавающая.

Рис. 9. Азолла

Самое большое распространение папоротников наблюдается в лесах тропиков и субтропиков.

Водные папоротники

Сюда относятся сальвиния, марсилия, азолла и др. (см. Рис. 10).

Рис. 10. Водные папоротники

Являются разноспоровыми, споры прорастают внутри оболочек. Водные папоротники могут не иметь корней.

Азолла вступает в симбиоз с сине-зеленой водорослью, способной к азотфиксации. На этом основано применение азоллы, как удобрения для рисовых полей в Азии.

По окаменелостям удалось установить, что древние папоротники размножались семенами. То есть являлись примитивными семенными растениями.

Семенные папоротники, или птеридоспермы (Pteridospermatophyta) – группа вымерших голосеменных растений. Встречаются в отложениях нижнего карбона – юры. Семенные папоротники, в отличие от папоротников обыкновенных, размножаются не спорами, а семенами. Представляют собой промежуточный этап эволюции между папоротниками и цикадовыми растениями, похожими на современные пальмы.

Значение папоротников

Древние древовидные папоротники принимали участие в образовании каменноугольных залежей. В тропиках стволы современных папоротников используют, как строительный материал. Некоторые папоротники употребляются в пищу. Это орляк, страусник, осмунда (см. Рис. 11).

Рис. 11. Съедобные виды папоротников

Ядовитые папоротники

Самый токсичный из произрастающих в России папоротников – щитовник. Вещества, содержащиеся в нем, разрушают витамины группы В, что приводит к тяжелому поражению всех систем организма. Но некоторые паразитические черви более чувствительны к яду, чем организм человека, поэтому экстракт щитовника применяется в медицине, как глистогонное средство.

Нефролепис используют, как комнатное растение. Орхидеи выращивают на субстрате из размолотых корневищ. В Красную книгу РФ занесено 10 видов папоротников.

Разнообразие папоротникообразных. Папоротники

Папоротники очень часто растут в наших лесах – самым обычным можно считать щитовник мужской, небольшой относительно невысокий папоротник (Рис. 1).

Рис. 1. Щитовник мужской и сорусы на обратной стороне вайи (Источник)

Его узкие вайи хорошо отличаются от всех других папоротников. На обратной стороне этих ваий, как и у всех папоротников можно увидеть сорусы – пучки спорангии, пучки мешочков, где созревают споры.

Орляк, папоротник с крупными треугольными вайями, под землей у орляка длинное корневище (Рис. 2).

Рис. 2. Орляк обыкновенный (Источник)

Самый красивый папоротник в наших лесах – страусник обыкновенный (Рис. 3).

Рис. 3. Страусник обыкновенный (Источник)

Особенности этого папоротника не только в его красоте (его как декоративное растение выращивают в садах и парках) но и в том, что вайи у него двух видов: одни вайи служат для фотосинтеза, как листья служат растениям, другие – бурые – не фотосинтезируют, зато на них образуются споры (Рис. 4).

Рис. 4. Вайи страусника обыкновенного (Источник)

Папоротники растут в сырых, затененных местах, именно там им хорошо размножаться, точнее, размножаться их гаметофитам. Гаметофиты у папоротников гермафродитные, и для того, чтобы сперматозоид переплыл к яйцеклетке, им нужна влажная среда. Вот такая влажная среда и может быть в темных лесах.

Хвощи

Это растения, похожие на маленькую елочку. Под землей у хвоща длинное корневище, от этого длинного корневища на поверхность вырастают надземные части хвоща. У таких растений по этажам в правильном порядке располагаются мутовки листьев, листья почти не видны. Если только приглядеться или применить небольшое увеличение – можно увидеть чешуевидные маленькие листья, которые окружают стебель, как небольшая корона (Рис. 5).

Рис. 5. Полевой хвощ и его листья (Источник)

От мутовки листьев уже расходятся боковые побеги – боковые веточки, на каждой из них можно увидеть мутовку листьев, только более мелкую (Рис. 6).

Рис. 6. Хвощ многощетинковый (Источник)

Хвощи – многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Весной появляются бурые побеги, на верхушках которых расположены спороносные колоски. В них созревают споры, зеленые летние побеги содержат хлорофилл.

Рис. 7. Корневище хвоща (Источник)

У хвоща под землей длинное, ветвящееся корневище, кверху отрастают надземные части хвоща (Рис.7). Возникает справедливый вопрос: что за поколение перед нами? Если это родственник папоротника, то какое это поколение – спорофит или гаметофит? Перед нами спорофит, это растение размножается спорами. У папоротников споры образуются на листе, с нижней части вайи лист папоротника – широкое образование, где размещаются эти самые спорангии, мешочки со спорами. У хвоща такой возможности нет, листики его маленькие, спорангии туда не поместятся.

Рис. 8. Спороносный колосок (стробил) (Источник)

Хвощи в своем развитии стали выращивать себе специальную структуру – сверху образуется небольшой колосок, его называют спороносный колосок – небольшие листья, на которых располагаются мешочки со спорами. Такой колосок называется стробил (Рис. 8).

Рис. 9. Строение хвоща (Источник)

Перед нами спорофит, размножающийся спорами, споры образуются не на обычных листьях надземного побега, а на специализированных листьях, собранных в спороносные колоски. Спороносные колоски, или стробилы, располагаются в верхней части надземных побегов (Рис. 9). Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Если на поле много хвощей, значит, почва нуждается в известковании.

Плауны

Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. Плауны похожи на побеги ели своими небольшими игольчатыми листьями, но, если попробовать поднять с земли эту как бы упавшую ветку, мы увидим, что от нее отходят небольшие корни, которыми плаун прикрепляется к почве (Рис. 10).

Рис. 10. Плаун булавовидный (Источник)

Рис. 11. Плаун (Источник)

У этих растений длинный ползучий стебель с множеством веток, покрытых мелкими листьями. Плаун своими ползучими побегами ползет или как будто плывет по поверхности почвы, возможно, от этого его название и произошло. Корни его отходят книзу, а сам он покрыт небольшими игольчатыми листиками (Рис. 11). Это спорофит – бесполое поколение. Маленькие листья плаунов совсем не приспособлены для размещения на них спор. Для этого приподнимаются повыше некоторые побеги, и на этих специализированных побегах, которые обычно ветвятся вилочкой, образовываются спороносные колоски (Рис. 12). Эти спороносные колоски нам уже знакомы по хвощам. На спороносных колосках, на их отдельных небольших листьях, уже вполне умещаются спорангии, мешочки со спорами.

Рис. 12. Спороносные колоски плаунов (Источник)

Листья на спороносных колосках не похожи на листья остального растения. У плаунов ветвление часто бывает вилочкой – ветвление надвое или дихотомическое ветвление. Это ветвление свойственно очень древним растениям, и это говорит о том, что плаун – действительно растение древнее, дожившее до нас.

Заключение

Мы выяснили, что к большой группе папоротникообразных, кроме самих папоротников, относятся еще хвощи и плауны. У этих растений спорофиты являются доминирующим поколением, то есть долгоживущим, крупным, фотосинтезирующим. У этих растений иногда образуются особые структуры, стробилы – спороносные колоски, на листьях которых образуются спорангии. Многие папоротники используются в медицине, некоторые их них являются своеобразными зелеными удобрениями. Папоротники, как и все зеленые растения, выделяя кислород, участвуют в круговороте веществ и энергии в природе.

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/6-klass/raznoobrazie-rastenij/raznoobrazie-paporotnikoobraznyh

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/6-klass/raznoobrazie-rastenij/paporotnikoobraznye

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=uw_wEPhTmvE

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=GkpElt921Hw

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=C_aeBQG3vSw

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=-6yfzA5VVhI

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=gex_t-_iziI

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=aCdG1FgIVzQ

источник ппрезентации - http://pobiologii.ru/6klass/182-paporotniki.html

Файлы