Вегетативно размножаване. Папрати, хвощ, мъхове. Обща характеристика, размножаване и значение за човека Хвощове, тяхната структура, размножаване и значение

Въведение

Отдел Equiformes ( сфенофита,или equisetophyta), в миналото разнообразен не само на видово, но и на родово и семейно ниво, сега включва един единствен род Equisetum. Има само около 30 вида, чиято история може да бъде проследена до началото на периода Креда. Някои от тях харесват

от тропиците, достигат 8 м височина и 4 см в диаметър. Но повечето видове са малки по размер - до 30 cm височина и 0,5–2 cm в диаметър. Хвощите са съдови растения, способни на сексуално размножаване чрез спори, произведени в спорангии в краищата на стъблата. Клетъчните стени на хвощовете съдържат силициеви гранули, които те натрупват от почвения разтвор, което придава на стъблата им твърдост и вертикална стабилност.Хвощът отдавна се използва в народната медицина като кръвоспиращо и диуретично средство. Някои видове, като зимуващ хвощ (

Equisetum hiemale

), чийто епидермис е особено богат на силициев диоксид, се използва за полиране на стени.

Хвощът е разпространен почти по цялото земно кълбо - от тропиците до полярните ширини. Екологията им също е разнообразна – от пълни с вода блата до сухи пясъци и скали (фиг. 1).

ориз. 1. Екологични екстремуми на хвощовете: А – върху скалист субстрат; B - в блатото Но повечето видове са малки по размер - до 30 cm височина и 0,5–2 cm в диаметър. Хвощите са съдови растения, способни на сексуално размножаване чрез спори, произведени в спорангии в краищата на стъблата. Клетъчните стени на хвощовете съдържат силициеви гранули, които те натрупват от почвения разтвор, което придава на стъблата им твърдост и вертикална стабилност.).

Външна структура

ориз. 5. Вегетативно размножаване на хвощ: А – външен вид; Б – поглед под микроскоп

Подобно на други растения, хвощът е способен на вегетативно размножаване. Осъществява се чрез млади леторасти, образувани във възлите на коренищата или в долните възли на стъблото (фиг. 5).
Коренищата могат да се образуват и в междувъзлията на стъблата, ако по някаква причина влязат в контакт със земята.

Анатомия

На върха на стъблото има апикална меристема, която осъществява апикален растеж. Подобно на други съдови растения, листата и клонките на хвощовете се образуват от апикалната меристема. В допълнение, интеркаларната меристема осигурява интеркаларен растеж в растителните възли. От него се образуват клетки, които израстват стъблото не само на височина, но и радиално (фиг. 6). Поради това той никога няма строго цилиндрична форма - диаметърът на възлите винаги е малко по-малък от диаметъра на междувъзлията (фиг. 7).

Напречно сечение на междувъзлията показва, че има голяма централна кухина, заобиколена от кора, в която са вписани множество снопове от съдове (фиг. 8). В възела, напротив, няма централна кухина и анатомичната му структура е подобна на структурата на стъблата на други съдови растения (фиг. 9).

Склеренхимните клетки са богати на лигнин. Хлоренхимните клетки съдържат хлорофил. Епидермалните клетки имат плътна кутинизирана мембрана. Повърхността му е грапава поради гранулите от силициев диоксид. Те се подреждат в правилни редове, така че между тях да се образуват ръбове и жлебове. Устицата са разположени в жлебовете (фиг. 10). Тяхната структура е подобна на структурата на устицата на други съдови растения.

ориз. 8. Анатомичен строеж на междувъзлие

ориз. 10. Устица върху напречен разрез на епидермиса

Снопове от съдове са разположени под силикатни гребени. Те се състоят от флоема и ксилема (фиг. 11, 12). Стела с такава структура се нарича еустела.

Генеративни органи

На върха на вегетативните издънки на хвощовете има спорангии, събрани в стробили (фиг. 4).

Отделните спорангии са относително големи и удължени. Те са събрани върху коримбозни спорангиофори или спорофили (фиг. 13). Всеки спорофил съдържа от вътрешната страна 5–10 спорангия – торбички със спори (фиг. 14). Тъй като спорите на хвощ са с еднакъв размер и от тях растат двуполови издънки, те се класифицират като едноспорови растения.

Спорите имат сферична форма и са заобиколени на екватора от елатери - специални хигроскопични нишки (фиг. 15). В горещ летен ден с ниска влажност на въздуха споровите елатери в отворените спорангии са в навито състояние. Въпреки това, веднага щом влажността на въздуха се повиши леко (например след дъжд), елатерите се изправят и катапултират спорите навън.

Попадайки върху влажна почва, спорите покълват (фиг. 16). Проталусът, израстващ от спората, е хаплоиден. Има ризоиди и е способен на фотосинтеза. С течение на времето върху проталуса се появяват женски (архегонии) и мъжки (антеридии) репродуктивни органи. След оплождането на яйцеклетката, разположена в архегониума, млад спорофит израства от зиготата, давайки началото на ново артрофитно растение.

Теория за подготовка за блок № 4 на Единния държавен изпит по биология: с

система и многообразие на органичния свят.Мос мъх

Мъх-мъх

- един от най-древните отдели на висшите спорови растения. Понастоящем те са представени от сравнително малък брой родове и видове, чието участие в растителната покривка обикновено е незначително. Многогодишни тревисти растения, обикновено вечнозелени, наподобяващи на вид зелени мъхове. Срещат се предимно в горите, особено в иглолистните.

Има около 400 вида, но само 14 са често срещани в Русия (мъх с форма на клуб, овен мъх, мъх с две остриета и др.).

Структурата на мъховете

Ликоподите се характеризират с наличието на издънки със спирални, по-рядко срещуположни и мутовчати листа. Подземните части на издънките на някои ликофити имат вид на типично коренище с видоизменени листа и допълнителни корени, а при други образуват своеобразен орган, носещ спирално разположени корени и наречен коренище (ризофора). Корените на ликофитите са допълнителни. могат да бъдат подобни на обикновените вегетативни листа, понякога различни от тях. Сред ликофитите има равноспорови и разноспорови растения. Хомоспоровите гаметофити са подземни или полуподземни, месести, дълги 2-20 mm. Те са двуполови, сапрофитни или полусапрофитни и узряват в рамките на 1-15 години. Гаметофитите на разноспоровите еднополови, незелени, обикновено се развиват в рамките на няколко седмици поради хранителните вещества, съдържащи се в спората, и при зрялост не изпъкват или изпъкват леко извън обвивката на спората. Репродуктивните органи са представени от антеридии и архегонии: в първите се развиват дву- или многожгутикови сперматозоиди, а в архегониите се развиват яйца. Оплождането става в присъствието на капкова течна вода и спорофитът израства от зиготата.

Спорофит клубният мъх е многогодишно вечнозелено растение. Стъблото е пълзящо, разклонено, образува вертикални разклонени издънки с височина около 25 см, гъсто покрити с листа, които приличат на удължени заострени люспи. Вертикалните издънки завършват със спороносни класчета или апикални пъпки. На стеблото на спороносното класче има спорофили със спорангии от горната страна. Спорите са еднакви, съдържат до 50% незасъхващо масло и покълват много бавно. Гаметофитът се развива в почвата в симбиоза с гъба (микориза), която, получавайки въглехидрати, аминокиселини и фитохормони от съдовото растение, прави вода и минерали, особено фосфорни съединения, достъпни за усвояване и усвояване от растението. Освен това гъбата осигурява на растението по-голяма абсорбционна повърхност, което е особено важно, когато расте в бедна почва. Гаметофитът се развива в продължение на 12-20 години, има ризоиди и няма хлоропласти. При някои видове обаче се развива на повърхността на почвата, след което в клетките му се появяват хлоропласти.

Гаметофит двуполов, наподобява по форма лук, с развитието си придобива форма на чинийка и носи множество антеридии и архегонии. Зрелите антеридии са почти напълно потопени в тъканта на гаметофита или леко изпъкват над повърхността му. Архегониумът се състои от тясно коремче, потопено в тъканта на гаметофита, и дълга или къса шия, изпъкнала над повърхността му. Антеридиите обикновено узряват преди архегониите. Зиготата покълва без период на латентност и поражда ембрион. Размножава се вегетативно с части от стъблото и коренището. Някои клубни мъхове също имат специализирани органи за вегетативно възпроизвеждане: възли за размножаване на корените, луковици за разплод или пъпки по върховете на издънките.

Цикъл на развитие на клубен мъх: А - спорофит; B - гаметофит; 1 - пълзяща издънка с адвентивни корени; 2 - възходящи издънки; 3 - стъбло от спороносни класчета; 4 - листа: възходящ издънка (а) и дръжки на спороносни класчета (б); 5 - спороносни класчета; 6 - споролисти: изглед от вентралната (c) и дорзалната (d) страни; 7 - спорангии; 8 - спорове; 9 - покълваща спора; 10 - архегоний; 11 - антеридий; 12 - оплождане; 13 - оплодено яйце; 14 - развитие на нов спорофит върху гаметофита.

Equisetaceae (хвощ)

Живите видове са изключително тревисти растения с височина от няколко сантиметра до няколко метра.

При всички видове хвощ стъблата имат редовно редуване на възли и междувъзлия.

Листата са редуцирани до люспи и разположени на вихрушки във възлите. Тук се образуват и странични разклонения.

Подземната част на хвощовете е представена от силно развито коренище, в чиито възли се образуват допълнителни корени. При някои видове (хвощ) страничните клони на коренището се превръщат в грудки, които служат като място за отлагане на резервни продукти, както и органи за вегетативно размножаване.

Структурата на хвощовете

Хвощът е тревисто растение с едногодишни надземни издънки. Малък брой видове са вечнозелени. Размерът на стъблата на хвощ варира значително: има растения джуджета със стъбло с височина 5-15 cm и диаметър 0,5-1 mm и растения с дължина на стеблото няколко метра (при полихетния хвощ стъблото достига дължина 9 m) . Тропическият горски хвощ достига височина до 12 м, представлява коренище, пълзящо, разклонено, в което могат да се отлагат хранителни вещества (образуват се грудки) и служи като орган за вегетативно размножаване. На върха растат надземни издънки. Летните издънки са вегетативни, разклонени, асимилиращи, състоящи се от сегменти, с добре развити междувъзлия. От възлите се разклоняват заплетени и също разчленени клони. Листата са незабележими и се срастват в назъбени обвивки, които покриват долната част на междувъзлията. Силицият често се отлага в епидермалните клетки на стъблото, така че хвощът е лоша храна.

Пролетните леторасти са спороносни, неусвоими, неразклонени, като на върха им се образуват спороносни класчета. След като спорите узреят, издънките умират. Спорите са сферични, с четири пружиниращи ленти, зеленикави, поникват в издънки, еднополови - мъжки или женски. Има случаи, когато антеридии и архегонии се появяват на един и същ проталус. От оплодената яйцеклетка израства предвъзрастен, а след това възрастен хвощ.

Хвощът често съставлява значителен процент от тревните пасища и влажните зони; често срещани в кисела почва. Най-често срещаме полски хвощ, ливаден хвощ, блатен хвощ, блатен хвощ и горски хвощ.

Хвощът се размножава по полов път. Половото поколение е гаметофитът (проталус). Върху гаметофитите се образуват антеридии и архегонии. Многофлагелатните сперматозоиди се развиват в антеридии, а яйцата се развиват в архегонии. Оплождането става в присъствието на капкова течна вода и спорофитът израства от зиготата без период на почивка.

Предпоставка за растежа им е повишената влажност на почвата. Следователно, по бреговете на резервоари, в блата, във влажни ливади и в гори клубните мъхове, като хвощ, могат да преобладават сред друга тревиста растителност. Какво е значението на хвощовете в човешкия живот и как хората са се научили да използват тази група растения?

Характеристики на хвощовете

Съвременните видове от това растение имат много скромни размери. Растящи в умерените ширини на северното полукълбо, хвощовете достигат височина от шестдесет сантиметра до един метър. Сортовете, обитаващи райони с тропически климат, разбира се, са с големи размери.

Конските хвощи са трудни за объркване с други. Той е предназначен да изпълнява основната функция в живота на растението - фотосинтеза.

Подземната част на хвощовете също има начленена структура. Коренището лесно се чупи в частта, където са разположени възлите, което дава възможност за раждането на млади издънки. Поради тази причина хвощът бързо се заселва в райони, където има благоприятни условия за растежа му.

Освен по вегетативен, те могат да се разпространяват и чрез спори. Издънката, на която узряват, се появява само веднъж - през пролетта.
Силицият се натрупва във всички клетки на растителното тяло, поради което хвощът избягва механични повреди. Растението не се яде от насекоми, миди или гръбначни животни. На пръв поглед може да изглежда, че значението на хвощовете в човешкия живот също е малко. Но се оказва, че това съвсем не е така.

От миналото на растенията

Горите се състоят главно от гигантски мъхове, папрати и хвощ. Благодарение на тях започнаха да се формират първичните слоеве на почвата. Това е специална формация, без която по-нататъшният живот на планетата не би могъл да има своите съвременни форми.

Значението на хвощовете в живота на човека и в природата е много голямо. Тези зелени гиганти по едно време са свършили работата по насищане на земната атмосфера с кислород. Животът на всички същества на планетата днес зависи от достатъчното му съдържание.

Значението на хвощовете и мъховете в човешкия живот може да се разбере, ако знаете, че въглищата също са продукт на жизнената дейност на тези растения. Находища на ценни горими вещества са открити именно на онези места, където преди милиарди години са виреели хвощ, мъхове и папрати, които в онези далечни времена са имали не само тревисти, но и дървесни форми.

Хвощ в човешкия живот

Видовете на тези растения, като представители на съвременната фауна, се определят от хората предимно като плевели с отровни свойства. Известно е, че в пасищата, където се срещат хвощ, са възможни случаи на отравяне на домашни животни от това растение.

Случайното му използване може да бъде фатално. Поради тази причина сенокосните ливади, където започна да се разпространява хвощ, постепенно престават да се използват по предназначение.

Днес значението на хвощовете в човешкия живот е доста важно само в областта на фармакологията. Растението се използва при производството на диуретици и хемостатични лекарства. Народните лечители също намират широко приложение за хвощ.

Видове хвощ

Еволюционният път, който хвощът е извървял, е много дълъг. Доказан факт е, че това е едно от най-старите растения на Земята. Днес има няколко вида му - ливаден, полски, горски, зимуващ, блатен, речен. Само малък брой видове могат да бъдат добавени към този списък.

Понякога в съвременната класификация всички хвощове се разделят на две групи. Първият включва гора, река, ливада, блато и поле. Втората група включва разклонени, полихети, тръстика и зимуване.

Съвременни изследвания на свойствата на полския хвощ

Изучаването на химичния състав на растенията от двете групи и намирането на възможности за тяхното използване е основната задача на учените. Изследванията се извършват не само в лаборатория, но и чрез експерименти и наблюдения в природата.
Вече е доказано, че хвощът от втората група има високи хранителни качества. Същото може да се каже и за някои видове растения от първата група. Хранят се от диви свине, елени и коне.

Оказва се, че под въздействието на определени температури процентното съдържание и съставът на химичните елементи на растителните части се променя. Във връзка с най-новите научни данни е необходимо да се преразгледа значението на хвоща в човешкия живот, тъй като употребата му може да стане много по-широка в близко бъдеще.

Вегетативното размножаване на хвоща става за сметка на коренището, което го прави злонамерен плевел, от който е много трудно да се отървете. Старите участъци от коренища умират и първоначално едното майчино растение се разпада на няколко нови.

Безполово размножаване

Спороносни или пролетни издънки (фиг. 14 - 1) на хвощ, розово-кафяви, се появяват рано напролет, неразклонени. Те често се ядат от хора в Азия и Северна Америка.

На върха им се образува спороносно класче (фиг. 14 - 1 класче), по оста на което има спорофили, носещи спорангии със спори. След образуването на спори пролетните леторасти умират. Спороносните класчета на хвоща се появяват един по един на върха на основния издънка. При повечето видове хвощ издънката, носеща класчето, е зелена и асимилирана. Но при хвоща издънките, носещи спори, не участват във фотосинтезата.

Хвощният клас се състои от многобройни спорофили - спорангиофори (фиг. 14 - 2), събрани от вихри на оста му. Спорофилите се състоят от дръжка (фиг. 14 - 2n) и щитов диск, разположен на върха (фиг. 14 - 2w), обикновено с шестоъгълна форма.

Отстрани на диска, около дръжката, има 5–13 торбовидни спорангии (фиг. 14 - 2в), в зряло състояние покрити с еднослойна стена. Спорофилите в класчето са плътно прибрани един към друг. По времето, когато спорангията узрее, оста на класчето се разширява донякъде (има меристематична тъкан в основата на всички междувъзлия) и спиралите на спорофилите се раздалечават. В спорангиите се образуват голям брой еднакви спори, тъй като хвощът е едноспорово растение. Спората (фиг. 14 - 3), освен с две обвивки, ендо- и екзоспориум, е покрита и с трета – външна обвивка – еписпориум. Външната обвивка не е плътна, а се състои от две спирално усукани ленти (пружини, елатер), разширяващи се шпатула в 4 края и прикрепени към спората на едно място. Пружините (елатери) постепенно се развиват при сухо време (фиг. 14 - 4), напълно неусукани елатери (фиг. 14 - 5) от различни спори се прилепват един към друг, което улеснява разпространението на спори в групи, купчини (фиг. 14 - 6). При влажно време спорите се въртят около елатераите.

Спорангиите се отварят чрез надлъжна пукнатина; след раздалечаване на спорофилите спорите се разпръскват. Веднъж попаднали на земята, спорите покълват в издънка, която е гаметофитът на хвощ.

Полово размножаване

Проталусът на конския хвощ има вид на зелена, многократно разрязана плоча с размери 0,1–0,9 cm имат физиологично разнообразие.

А за хвоща експериментално е установено следното: чрез поливане с хранителен разтвор на израстъците, върху които са започнали да се развиват антеридиите, може да се постигне увеличаване на размера им и развитие на архегонии върху тях.

Антеридиите на хвоща (фиг. 14 – 8) са потопени в тъканта на проталуса. Във всяка от тях се развиват над 200 многофлагелатни сперматозоиди (фиг. 14 – 9). Архегоний (фиг. 14 – 11), само шийката се издига над проталуса. Торенето се извършва при влажно време. Оплодената яйцеклетка дава начало на ембриона (фиг. 14 – 12). Първоначално ембрионът е скрит в тъканта на зародиша. Състои се от дръжка (Фиг. 14 - 12n), рудиментарен корен (Фиг. 14 - 12k), 2-3 първи листа (Фиг. 14 - 12pl) и стъбло под формата на точка на растеж (Фиг. 14 - 12 канала). Пробивайки тъканта на издънката, коренът става по-силен в земята и растението започва да живее самостоятелно. На един издънка често се появяват няколко ембриона.

Хвощът като лечебно растение е познат от древността.

Настойка от билката се използва като диуретично средство при отоци, дължащи се на недостатъчност на кръвообращението, както и при възпалителни заболявания на пикочния мехур и пикочните пътища, плеврит, туберкулоза, дизентерия и като кръвоспиращо средство при дизентерия, като отровно растение, изисква повишено внимание, т.е. дозировката трябва да се спазва стриктно.

Урок № 36 (ботаника) 6 клас

Устройство, размножаване и развитие на хвощовете. Значението на хвощовете в природата и живота на човека.: Задачи

Да се ​​развият знания за особеностите на строежа, размножаването и значението на хвощовете. Да се ​​формират представи за сложността и развитието на растенията.

НАПРЕДЪК НА УРОКА:

1. Анкета по предходната тема (писмено):

Извършване на тест, последван от взаимна проверка. След тестване учениците оценяват по предложените критерии за оценяване.

1. Към папратовидните не спадат: А) полски хвощ Б) клубен мъх В) сфагнум

2. Към папратите спадат: A) кукувичев лен B) clubmoss C) riccia

3. Следните характеристики са характерни за папратите:

А) наличие на стъбло, листа и корен Б) наличие на стъбло и листа В) наличие на ризоиди и талус

4. Vaii се наричат: A) издънки на папрати B) коренища на папрати C) разрязани листа на папрати

5. Какво се развива в спорангиите при папратите: A) семена B) прашец C) спори

7. При какви условия виреят папратите: А) на влажни и сенчести места Б) на сухи и слънчеви места В) на студени и влажни места

8. Мъховете, мъховете, хвощовете и папратите имат прилики:

А) В условията на размножаване. За половото размножаване е необходимо наличието на вода Б) В устройството на тялото. Тялото се състои от корени, стъбла и листа Б) Наличие на кореноподобни структури. Има ризоиди D) В методите на възпроизвеждане. Размножава се чрез семена

9. Гаметофитът на папрата се нарича: A) Проталус B) Разсад C) Зигота D) Ембрион

10. Жизненият цикъл на папрата е доминиран от: A) Спорофит B) Гаметофит

Отговори на теста:

1 - B 4 - B 7 - A 10 - A

2 - B 5 - B 8 - A

3 - A 6 - B 9 - A “5” -10 верни отговора; “4” - 9-8 верни отговора; “3” -7-6 верни отговора.

2. Учене на нов материал:

(слайд 1,2,3 презентация)

В съвременния растителен свят има малко повече от 30 вида хвощ. Всички те са многогодишни спорови тревисти растения, които имат тънко коренище с възли, в които се отлагат хранителни вещества. Надземната част на стъблото достига 0,5-1 m или повече. Характерна особеност на хвощовете е разделянето на тялото на възли и междувъзлия. Хвощовете нямат листа, те приличат на зъбци, които, слети в основата, образуват обвивка, покриваща възела. Листата изглеждат като силно модифицирани странични клони. Фотосинтезата при хвощовете се извършва в стъблото. Стъблото е оребрено и импрегнирано със силициев диоксид. Стъблото има много кухини, някои от тях са пълни с въздух, други с вода. Тази структура се определя от местообитанията на хвощ: ливади, блата, брегове на резервоари. . Подземното стъбло (коренището) е разположено на различна дълбочина. Има хоризонтални и вертикални коренища. Хоризонталните коренища са по-дебели, с по-дълги междувъзлия от вертикалните. Върху коренищата се образуват грудки - удебелено и видоизменено междувъзлие на клонката. Клетките на клубена са много големи и пълни с нишестени зърна.

Размножаване и развитие на хвощ

(слайд 4.5 от презентацията)

През пролетта върху коренищата растат издънки, на върховете на които има спороносни класчета. Класчетата съдържат спорангии, в които се образуват спори. След като спорангиумът се отвори, спорите се разпръскват и се носят от вятъра. От спорите се развиват гаметофитите (талусти) под формата на пластинки с диаметър от няколко mm до 3 cm. От долната страна на гаметофита се появяват безцветни ризоиди с дължина до 1 cm, с помощта на които той се прикрепя към почвата. и абсорбира вода с разтворени в нея минерални соли. Хвощът се размножава вегетативно (използвайки коренища и нодули), безполово и по полов път, с редуване на безполови (спорофити) и сексуални (гаметофити) поколения. Спорофитът преобладава в жизнения цикъл на развитие. Хвощите са хомоспорови растения, но техните гаметофити са двудомни, т.е. от някои външно идентични спори се образуват мъжки проталуси с антеридии, а от други - женски проталуси, носещи архегонии. Сперматозоидите са многофлагелати. Оплождането става във вода. Най-разпространени са полският, ливадният, горският и блатният хвощ.

Значението на хвощовете в природата и живота на човека

Както в природата, така и в практическата човешка дейност ролята на хвощовете е незначителна. Изчезналите хвощове с дървовидни форми изиграха важна роля в образуването на въглища по целия свят. Почти всички те са злонамерени плевели, които трудно се изкореняват. През есента и зимата те служат за храна на елени и диви свине. Младите вегетативни издънки на хвощ се използват в медицината като диуретик.

Смята се, че хвощът еволюира от риниофити. Развитието им вървеше в посока на намаляване на размера. Всички хвощи, с изключение на хвощите, са изчезнали. Те не са дали началото на други групи растения и представляват сляп клон на развитие.

Д.з. абстрактно