Значення хвощів у житті, їх роль природі. Світ хвощів Цикл розмноження хвощів

У циклі розвитку хвоща польового переважає спорофіт- Доросла, багаторічна рослина, що складається з кореневища, закріпленого у ґрунті підрядним корінням. Навесні з бруньок кореневища на поверхню ґрунту виростає спороносний, безхлорофільний вертикальний Втеча(стебло) з каламутним розташуванням редукованого (маленького) листя, що закінчується спороносним колоском ( стробілом). Сам спороносний колосок у своїй будові має вісь, на якій розміщено зонтикоподібне спороносне листя (щитки на ніжках) – спорофіли. З нижньої сторони спорофілів, зверненої до осі стробила, знаходиться від 5 до 10 спорангіїв. У спорангіях внаслідок редукційного поділу мейозомклітин спорогенной тканини(2n) утворюються гаплоїдні, морфологічно однакові, але різностатеві суперечки(Чоловічі та двостатеві). Оболонки суперечка мають спеціальні вирости – елатери, які скручені спірально навколо суперечки у вологому стані, а при підсиханні розгортаються. Це дозволяє суперечкам чіплятися один за одного і поширюватись групами. Після дозрівання суперечка спороносне листя стробила розмикається, спорангії лопаються і суперечки розносяться вітром. Внаслідок вмісту у суперечках хлоропластів вони швидко (протягом 3-х тижнів) втрачають схожість. Потрапляючи на зволожений мулистий ґрунт, групи суперечка проростають у хлорофілоносні. гаметофітиу вигляді лопатевих платівок, що закріплюються в субстраті різоїдами. Гаметофіти досягають статевої зрілості через 3-5 тижнів після проростання. На чоловічих гаметофітах, меншого розміру, утворюються антеридії– чоловічі гаметангії, в яких утворюються багатоджгутикові. сперматозоїди. На двостатевих гаметофітах, більш розсіченої форми, архегонії(Жіночі гаметангії) розвиваються раніше антеридіїв, що збільшує ймовірність перехресного запліднення. Для досягнення сперматозоїдами яйцеклітин, що знаходяться в архегоніях, необхідна вода. На одному гаметофіті можуть бути запліднені одразу кілька яйцеклітин, з яких надалі розвиваються зародкиє молоді спорофіти. Зародки кріпляться стопою до живота архегонія і отримують з гаметофіту необхідні поживні речовини для розвитку, формуючи корінець зародків, стебло і нирку. Після формування зародковий корінець починає рости, закріплюється в грунті і молодий спорофіт від'єднується від гаметофіту, який через деякий час відмирає. Після спороношення весняні(спороносні) втечівідмирають і з бруньок кореневища виростають зелені асиміляційні пагони. Асиміляційні пагони мають вертикальний стеблоз каламутним розташуванням на ньому бічних гілокі листяпід ними. Вони виконують функцію утворення органічних сполук у процесі фотосинтезу та накопичення їх у кореневищі. Наприкінці вегетаційного періоду асиміляційні пагони відмирають, залишається кореневище, яке зимує у ґрунті.

Мал. 34. Схема життєвого циклу хвоща польового

Мал. 35. Життєвий цикл хвоща польового

Плауноподібні –відділ вищих спорових рослин представлений 1200 видами. Характеризуються наявністю розвиненої провідної системи, коренепобіговим типом будови спорофітів та таломною будовою гаметофітів, безстатевим розмноженням спорами та вегетативним розмноженням надземними пагонами.

Які особливості будови та розмноження у хвощів (хвощеподібних)?

Хвощі є багаторічними трав'янистими рослинами із членистою будовою. Пагони розділені на вузли та міжвузля. Листя редуковані до дрібних пластинок. Функцію фотосинтезу виконує стебло. У клітинах хвощів накопичується кремнезем, що робить стебло жорстким. Розмножуються хвощі спорами, що утворюються у спороносних колосках. Спороносні колоски утворюються або на спеціальних спороносних пагонах (у хвоща польового), або на верхівках вегетативних пагонів (хвощ луговий, зимуючий хвощ). Спороносний колосок складається з осі, на якій розташовуються спорангіофори. Спорангіофор складається з ніжки, де знаходиться пластинка шестикутної форми. На нижній стороні платівки розташовуються спорангії. У спорангіях утворюються суперечки. У суху погоду суперечки висипаються. Зі суперечки утворюється гаметофіт (заросток). На ньому є антеридії зі сперматозоїдами та архегонії з яйцеклітинами. Після запліднення утворюється зигота, та якщо з неї розвивається зародок і нове рослина.

Теорія для підготовки до блоку №4 ЄДІ з біології: с істема та різноманіття органічного світу.

Плауноподібні (Плауни)

Плауноподібні- один із найдавніших відділів вищих спорових рослин. В даний час представлені порівняно невеликою кількістю пологів та видів, участь яких у рослинному покриві зазвичай незначна. Багаторічні трав'янисті рослини, зазвичай вічнозелені, що нагадують на вигляд зелені мохи. Зустрічаються головним чином лісах, особливо хвойних.

Налічують близько 400 видів, але на території Росії поширені лише 14 (плаун булавовидний, плаун-баранець, плаун двогострий та ін).

Будова плаунів

Для плауновидних характерна наявність пагонів зі спірально, рідше супротивно і мутовчато розташованим листям. Підземні частини пагонів в одних плауноподібних мають вигляд типового кореневища з видозміненим листям і підрядним корінням, в інших утворюють своєрідний орган, що несе розташовані по спіралі корені і званий ризофором (корененосцем). Коріння плауноподібного придаткового.

Живлення та розмноження плаунів

Спорофіли можуть бути схожі на звичайні вегетативні листки, іноді відрізняються від них. Серед плауноподібних є рівно- та різноспорові рослини. Гаметофіти рівноспорові підземні або напівпідземні, м'ясисті, довжиною 2-20 мм. Вони обох статей, сапрофіти або напівсапрофіти, дозрівають протягом 1-15 років. Гаметофіти різноспорових одностатеві, незелені, розвиваються зазвичай протягом кількох тижнів за рахунок поживних речовин, що містяться в спорі, і при дозріванні не виступають або злегка виступають назовні за межі оболонки спори. Статеві органи представлені антеридіями та архегоніями: у перших розвиваються дво- або багатоджгутикові сперматозоїди, в архегоніях – яйцеклітини. Запліднення відбувається за наявності крапельно-рідкої води, із зиготи виростає спорофіт.

Спорофіт плаунів - багаторічна вічнозелена рослина. Стебло повзуче, гіллясте, дає вертикальні гіллясті пагони заввишки близько 25 см, густо вкрите листочками, схожими на подовжені загострені лусочки. Вертикальні пагони закінчуються спороносними колосками чи верхівковими бруньками. На стрижні спороносного колоска сидять спорофіли із спорангіями на верхній стороні. Спори однакові, містять до 50% масла, що не висихає, проростають дуже повільно. Гаметофіт розвивається в грунті в симбіозі з грибом (мікориза), який одержуючи від судинної рослини вуглеводи, амінокислоти та фітогормони сам робить доступною для поглинання та всмоктування рослиною воду та мінеральні речовини, насамперед сполуки фосфору. Крім того, гриб забезпечує рослину більшою поверхнею всмоктування, що особливо важливо, коли вона росте на бідному ґрунті. Гаметофіт розвивається протягом 12-20 років, має ризоїди, хлоропластів немає. Однак у деяких видів він розвивається на поверхні ґрунту, тоді у його клітинах виникають хлоропласти.

Гаметофіт обох статей, формою нагадує цибулину, у міру розвитку набуває блюдцеподібної форми, несе численні антеридії та архегонії. Зрілі антеридії майже повністю занурені в тканину гаметофіту або трохи виступають над його поверхнею. Архегоній складається з вузького, зануреного в тканину черевця гаметофіту і виступає над його поверхнею довгої або короткої шийки. Антеридії зазвичай дозрівають раніше за архегонії. Зигота без періоду спокою проростає і дає початок зародку. Вегетативно розмножується частинами стебла та кореневища. У деяких плаунів є і спеціалізовані органи вегетативного розмноження: виводкові бульби на коренях, виводкові цибулинки або нирки на верхівках пагонів.

Цикл розвитку плауна булавоподібного: А – спорофіт; Б – гаметофіт; 1 - повзуча втеча з підрядним корінням; 2 - висхідні пагони; 3 – ніжка спороносних колосків; 4 - листочки: висхідної втечі (а) та ніжки спороносних колосків (б); 5 – спороносні колоски; 6 - споролістики: вид з черевної (в) та спинної (г) сторін; 7 – спорангії; 8 – суперечки; 9 - проростаюча суперечка; 10 – архегоній; 11 - антеридій; 12 – запліднення; 13 - запліднена яйцеклітина; 14 – розвиток нового спорофита на гаметофіті.

Хвощеподібні (Хвощі)

Нині види виключно трав'янисті рослини висотою від кількох сантиметрів до кількох метрів.

У всіх видів хвоща стебла мають правильне чергування вузлів і міжвузлів.

Листя редуковані до лусок і розташовуються мутовками у вузлах. Тут же утворюються і бічні гілки.

Підземна частина хвощів представлена ​​сильно розвиненим кореневищем, у вузлах якого формуються придаткові корені. У деяких видів (хвощ польовий) бічні гілки кореневища перетворюються на бульби, які є місцем відкладення запасних продуктів, і навіть органами вегетативного розмноження.

Будова хвощів

Хвощі є трав'янистими рослинами, що мають однорічні надземні пагони. Невелика кількість видів вічнозелені. Розміри стебел хвощів сильно варіюють: зустрічаються карликові рослини зі стеблом висотою 5-15 см і діаметром 0,5-1 мм і рослини зі стеблом завдовжки кілька метрів (у хвоща багатощетинкового стебла досягає довжини 9 м). Хвощі тропічних лісів досягають висоти 12 м. Підземна частина - кореневище, повзуче, гіллясте, в якому можуть відкладатися поживні речовини (утворюються бульби) і служить органом вегетативного розмноження. Надземні пагони наростають верхівкою. Літні пагони - вегетативні, гіллясті, асимілюючі, складаються з члеників, з добре розвиненими міжвузлями. Від вузлів відгалужуються мутовчато розташовані і розчленовані гілки. Листя малопомітне, зростається в зубчасті піхви, які одягають нижню частину міжвузля. У клітинах епідерми стебла часто відкладається кремнезем, тому хвощі – поганий корм.

Весняні пагони - спороносні, неасимілюючі, негіллясті, на їх верхівці утворюються спороносні колоски. Після дозрівання суперечка пагони відмирають. Суперечки кулясті, з чотирма пружинистими стрічками, зелені, проростають у заростки, одностатеві - чоловічі чи жіночі. Бувають випадки, коли антеридії та архегонії з'являються на одному заростку. З заплідненої яйцеклітини виростає передліток, а потім – дорослий хвощ.

Хвощі часто становлять значний відсоток травостою лук і заболочених місць; поширені на кислому ґрунті. Найчастіше зустрічається у нас хвощ польовий, хвощ луговий, хвощ болотний, хвощ болотний і хвощ лісовий.

Хвощі розмножуються статевим шляхом. Статеве покоління – гаметофіт (заросток). На гаметофітах утворюються антеридії та архегонії. В антеридіях розвиваються багатожгутикові сперматозоїди, а в архегоніях - яйцеклітини. Запліднення відбувається за наявності крапельно-рідкої води, і з зиготи без періоду спокою зростає спорофіт.

Урок № 36 (ботаніка) 6клас

Будова, розмноження та розвиток хвощів. Значення хвощів у природі та житті людини.

Завдання: Сформувати знання про особливості будови, розмноження та значення хвощів. Сформувати поняття про ускладнення та розвиток рослин.

ХІД УРОКУ:

1.Опитування з попередньої теми (писемно):

Виконує тест з подальшою взаємоперевіркою. Після перевірки учні виставляють оцінку, використовуючи запропоновані критерії виставлення оцінки.

1. До папоротеподібних не відноситься: А) хвощ Б) плаун В) сфагнум

2. До папоротеподібних відноситься: А) зозулин льон Б) плаун В) річчя

3. Для папоротеподібних характерні такі ознаки:

А) наявність стебла, листя та кореня Б) наявність стебла та листя В) наявність різоїдів та слані

4. Вайями називаються: А) паростки папоротей Б) кореневища папоротей В) розсічені листя папоротей

5. Що розвивається у папоротей у спорангіях: А) насіння Б) пилок В) суперечки

6. Вода необхідна папоротеподібною для: А) пересування Б) розмноження В) дихання

7. У яких умовах ростуть папороті: А) у вологих та тінистих місцях; Б) у сухих та сонячних місцях; В) у холодних та вологих місцях.

8. Мохи, плауни, хвощі та папороті мають схожість:

A) У разі розмноження. Для статевого розмноження потрібна наявність води Б) У будові тіла. Тіло складається з коренів, стебел та листя B) В наявності коренеподібних утворень. Є ризоїди Г) У способах розмноження. Розмножуються насінням

9. Гаметофіт папороті називається: A) Заросток Б) Проросток B) Зигота Г) Зародок

10. У життєвому циклі папороті переважає: А) Спорофіт Б) Гаметофіт

Відповіді на тест:

1 - В 4 - В 7 - А 10 - А

2 - Б 5 - У 8 - А

3 – А 6 – Б 9 – А «5» -10 правильних відповідей; «4» – 9-8 правильних відповідей; "3" -7-6 правильних відповідей.

2. Вивчення нового матеріалу:

(Слайд 1,2,3 презентації)

У сучасному рослинному світі налічується трохи більше 30 видів хвощів. Усі вони - багаторічні спорові трав'янисті рослини, що мають тонке кореневище з бульбочками, в яких відкладаються поживні речовини. Надземна частина стебла досягає 0,5-1 м і більше. Характерною особливістю хвощів є розчленування тіла на вузли та міжвузля. Листя у хвощів відсутні, вони мають вигляд зубчиків, які, зростаючись біля основи, утворюють піхву, що прикриває вузол. На листя схожі сильно змінені бічні гілочки. Фотосинтез у хвощів здійснюється у стеблі. Стебло ребристе і просочене кремнеземом. У стеблі багато порожнин, одні заповнені повітрям, інші - водою. Така будова обумовлена ​​місцями проживання хвощів: луки, болота, береги водойм. . Підземне стебло (кореневище) розташовується на різній глибині. Бувають горизонтальні та вертикальні кореневища. Горизонтальні кореневища товщі, з довшими міжвузлями, ніж у вертикальних. На кореневищах утворюються бульби – потовщене та видозмінене міжвузля гілки. Клітини бульб дуже великі та заповнені крохмальними зернами.

Розмноження та розвиток хвощів

(Слайд 4,5 презентації)

Весною на кореневищах виростають пагони, на верхівках яких розташовуються спороносні колоски. Колоски містять спорангії, у яких формуються суперечки. Після розкриття спорангія суперечки висипаються та розносяться вітром. Зі спор розвиваються гаметофіти (заростки) у вигляді пластинок діаметром від декількох мм до 3 см. На нижній стороні гаметофіту виникають безбарвні ризоїди завдовжки до 1 см, за допомогою яких він прикріплюється до ґрунту та всмоктує воду з розчиненими в ній мінеральними солями. Розмножується хвощ вегетативно (за допомогою кореневища та бульбочок), безстатевим та статевим способами, з чергуванням безстатевого (спорофіту) та статевого (гаметофіту) поколінь. У життєвому циклі розвитку переважає спорофіт. Хвощі - рівноспорові рослини, але гаметофіти вони роздільностатеві, тобто з одних зовні однакових суперечка утворюються чоловічі заростки з антеридіями, та якщо з інших - жіночі заростки, що несуть у собі архегонии. Сперматозоїди багатожгутикові. Запліднення відбувається у воді. Найбільш поширені польовий, лучний, лісовий та болотяний хвощі.

Значення хвощів у природі та житті людини

Як у природі, і у практичній діяльності людини роль хвощів незначна. Вимерлі хвощі деревоподібних форм відіграли важливу роль у освіті кам'яного вугілля у всьому світі. Майже всі вони злісні бур'яни, що важко викорінюються. Восени та взимку служать кормом для оленів та кабанів. Молоді вегетативні пагони хвоща польового застосовують у медицині як сечогінний засіб.

Вважають, що хвощеподібні походять від рініофітів. Їх розвиток йшло у напрямі зменшення розмірів. Усі хвощеподібні, крім хвощів, вимерли. Вони не дали початку іншим групам рослин і уявляють сліпу гілку розвитку.

Д.З. конспект

Вегетативне розмноження хвоща польового йде за рахунок кореневища, що робить його злісним бур'яном, якого дуже важко позбутися. Старі ділянки кореневищ відмирають і спочатку єдина материнська рослина розпадається на кілька нових.

Безстатеве розмноження

Спороносні або весняні пагони (рис.14 - 1) хвоща польового, рожево-бурі, з'являються напровесні, негіллясті. Вони часто вживаються в їжу і оселенням Азії та Північної Америки.

На їх верхівці утворюється спороносний колосок (рис.14 - 1 кол), на осі якого розташовані спорофіли, що несуть спорангії зі суперечками. Після спороношення весняні пагони відмирають. Спороносні колоски у хвощів виникають по одному на верхівці головної втечі. У більшості видів хвощів втеча, колосок, що несе, зелений, асимілюючий. Але у польового хвоща спороносна втеча участі у фотосинтезі не бере.

Колосок хвоща польового складається з численних спорофілів-спорангіофорів (рис.14 - 2), зібраних мутовками його осі. Спорофіли складаються з ніжки (рис.14 – 2н) та розташованого на її верхівці щитового диска (рис.14 – 2щ), що зазвичай має шестигранну форму. На боці диска, навколо ніжки, розташовується 5-13 мішковидних спорангіїв (рис.14 - 2с), в зрілому стані одягнених одношаровою стінкою. Спорофіли в колоску щільно присунуті один до одного. На час дозрівання спорангіїв вісь колоска дещо розростається (встановлення всіх міжвузлів є меристематична тканина) і мутування спорофілів розсуваються. У спорангіях утворюється велика кількість однакових суперечок, оскільки хвощ – рослина рівноспорова. Спору (рис.14 – 3), крім двох оболонок ендо- та екзоспорія, одягнена ще третьою – зовнішньою оболонкою – епіспорією. Зовнішня оболонка не суцільна, а складається з двох спірально закручених стрічок (пружинок, елатер), що розширюються лопаткоподібно на 4 кінцях і прикріплюються до суперечки в одному місці. Пружинки (елатери) у суху погоду поступово розкручуються (рис.14 – 4), повністю розкручені елатери (рис.14 – 5) різних суперечок чіпляються один за одного, що сприяє поширенню суперечок групами, купками (рис.14 – 6). У сиру погоду елатери закручені навколо суперечки.

Спорангії розкриваються поздовжньою тріщиною, після розсування мутовок спорофілів суперечки висипаються назовні. Потрапивши на землю, суперечки проростають у заросток, що є гаметофітом хвоща.

Статеве розмноження

Заросток хвоща має вигляд зеленої, багаторазово розсіченої платівки розміром 0,1-0,9 см. Антеридії та архегонії виникають або на тому самому заростку, або на різних заростках, незважаючи на те, що суперечки морфологічно однакові. У багатьох видів хвощів є фізіологічна розноспровість.

Спори хвощів, з'єднані в групи завдяки зчепленню пружинками, при попаданні на ґрунт виявляються у неоднаково сприятливих умовах освітлення, постачання водою тощо. (наприклад, верхні та нижні суперечки в купці). Проростаючи, деякі з них утворюють дрібніші чоловічі заростки (рис.14 - 7) з антеридії (рис.14 - 7ан), інші, більші - жіночі заростки (рис.14 - 10) з архегоніями (рис.14 - 10а) . Це можна розглядати як відомий відлуння морфологічної різноспоровості предків хвощів, тим паче, що з деяких видів фізіологічна різноспоровість є постійної і пов'язані з умовами розвитку заростків.

А для хвоща польового експериментально встановлено таке: поливаючи поживним розчином заростки, на яких почали розвиватися антеридії, можна домогтися збільшення їх розмірів та розвитку на них архегоніїв.

Антеридії хвоща (рис.14 - 8), занурені в тканину заросту. У кожному їх розвивається понад 200многожгутикових сперматозоїдів (рис.14 – 9). Архегонии(рис.14 – 11), лише шийкою височіють над заростком. Запліднення здійснюється у вологу погоду. Запліднена яйцеклітина дає початок зародку (рис.14 - 12). Підвіска у хвощів не утворюється. Зародок спочатку прихований у тканині заростка. Він складається з ніжки (рис.14 - 12н), зародкового корінця (рис.14 - 12к), 2-3 перших листочків (рис.14 - 12пл) і стеблинка у вигляді точки зростання (рис.14 - 12тч). Пробиваючи тканину заростка, корінець зміцнюється у землі, і рослина переходить до самостійного життя. На одному заростку часто виникає кілька зародків.

Хвощ польовий як лікарська рослина був відомий ще в давнину. Настій трави застосовують як сечогінний засіб при набряках на грунті недостатності кровообігу, а також при запальних захворюваннях сечового міхура і сечовивідних шляхів, при плевритах, туберкульозі, при дизентерії, і як кровоспинний засіб, при дизентерії. Внутрішнє застосування хвоща польової, як отрута обережності, тобто треба суворо дотримуватись дозування.