Різноманітність вищих рослин: походження та життєвий цикл, на відміну від нижчих рослин. Основні ознаки рослин Відсутність м'язової та нервової тканин

На вигляд, за своєю будовою та біологічними особливостями вищі рослини дуже різноманітні. До них, крім квіткових і голонасінних, відносяться також папороті, хвощі, плауни та мохи. Головною відмінністю голонасінних від вищих спорових рослин є насіннєве розмноження. Кількість видів сягає 300 тис., а, на думку деяких ботаніків, – не менше 500 тисяч.

Загальна характеристика

У вищих рослин виробилося багато різних пристосувань та властивостей для життя у різноманітних умовах суші. Найбільшого розвитку та пристосованості до наземного способу життя досягли покритонасінні.

Ознаки, характерні для вищих рослин:

• Диференціювання на органи та тканини;
• провідна система, що складається з ксилеми та флоеми;
• правильна зміна поколінь;
• органи статевого розмноження: антеридії та архегонії;
• для тіла рослин характерна листостеблева будова.

Підстави для поділу рослин на вищі та нижчі

Усі представники рослинного світу залежно від будови поділяються на 2 групи – нижчі та вищі.

Основним критерієм, яким рослини відносять до вищим, є наявність складної тканинної структури. Вона представлена ​​провідними та механічними тканинами. Також характерною ознакою є наявність трахей, трахеїд і ситоподібних трубок, які швидко доставляють поживні речовини від кореня до листя, суцвіття, стебла.

Нижчі своєю чергою мають примітивну будову, складаються з однієї клітини, є багатоклітинні організми, тіло яких називають талломом. Вони позбавлені коріння, стебел і листя.

Відсутність м'язової та нервової тканин

Вищі рослини - це група живих організмів, які займають особливе місце у природі. Представники рослинного світу здатні до фотосинтезу, вони перетворюють енергію сонячного світла на органічні речовини та кисень. Харчування вони отримують з ґрунту та навколишнього середовища, таким чином, їм не потрібно переміщатися у пошуках їжі. Запліднення здійснюється за допомогою гризунів, комах, вітру, тому м'язова та нервова тканина у них не розвинена. На відміну від тварин, які долають величезні відстані для видобутку їжі, та пошуку сприятливих місць розмноження та вирощування потомства.

Значення в природі та житті людини

1. Збагачення киснем атмосферного повітря.
2. Невід'ємна ланка харчових ланцюжків.
3. Використовуються як будівельний матеріал, сировини для виготовлення паперу, меблів та д.т.
4. Застосування корисних властивостей у медицині.
5. Виробництво натуральних тканин (льон, бавовна).
6. Очищають повітря від пилових забруднень.

Життєвий цикл

Для вищих рослин характерна наявність ясно вираженого чергування двох поколінь: статевого (гаметофіту) та безстатевого (спорофіту). Спорофіт у них поступово зайняв домінуюче становище над гаметофітом. Тільки мохоподібні становлять виняток, оскільки вони більшого розвитку досягає гаметофіт, а спорофит, навпаки, значно редукований.

У процесі еволюції статевий процес ускладнився, розвинулися багатоклітинні статеві органи, які добре захищають яйцеклітину від висихання. Жіноча гамета – яйцеклітина – нерухома. Поступово відбулися значні зміни у будові та фізіології чоловічих статевих клітин.

Рухливі, які мають джгутиками сперматозоїди перетворилися на більш досконалих типів вищих рослин (покритонасінних) в спермії без джгутиків, що втратили здатність до самостійного пересування. І якщо у більш давніх наземних представників (мхів, плаунів, хвощів і папоротей) спостерігається ще залежність акта запліднення від водного середовища, то у більш організованих типів (більшості голонасінних та всіх покритонасінних) спостерігається вже повна незалежність статевого розмноження від краплинно-рідкої води.

Спорофіт – безстатеве диплоїдне покоління, на якому утворюються органи безстатевого розмноження – спорангії. Вони після редукційного поділу утворюються гаплоїдні суперечки. З них розвивається гаплоїдний гаметофіт.

Походження

Близько 400 млн років тому з'явилися перші форми рослин, пристосовані до життя на суші. Вихід з води призвів до адаптаційних змін у будові окремих видів, яким для виживання були потрібні нові структурні елементи.

Так рослинний світ залишив межі водяного середовища і почав заселяти простори суші. Такими «землепрохідцями» були ринофити, які росли біля берегів водойм.

Це перехідна форма життя між нижчими рослинами (водорослями) та вищими. У будові ринофітів багато подібного до водоростей: не простежувалися справжні стебла, листя, коренева система. Прикріплювалися до ґрунту за допомогою ризоїдів, через які отримували поживні речовини та воду. Ринофіти мали покривні тканини, які захищали їх від висихання. Розмножувалися за допомогою суперечки.

Риніофітові надалі видозмінювалися і дали початок для розвитку плаунів, хвощів, папоротей, які вже мали стебла, листя, коріння. Це були предки сучасних спорових рослин.

Чому мохи та квіткові відносять до вищих спорових?

Мохи – це вищі рослини, які мають найбільш примітивну будову. Коренева система відсутня. Від водоростей їх відрізняє наявність ризоїдів, тіло диференційоване на органи та тканини. Розмножуються мохи, як і вищі рослини, спорами.

Квіткові представники мають тіло, поділене на органи. Вегетативні органи - корінь з втечею, які забезпечують зростання та розвиток. А також репродуктивні органи – плід, насіння, квітка, що відповідають за поширення.

Подібності та відмінності з водоростями

Відмінності:

1. Водорості не диференційовані на органи та тканини, часто тіло представлене однією клітиною або їх скупченням. Вищі рослини наділені добре розвиненими тканинами, мають коріння, листя, стебла.
2. У водоростей переважає безстатеве розмноження, шляхом поділу вихідної материнської клітини. Їм властиво також вегетативний і статевий поділ. Для вищих спорових рослин характерне строге чергування статевого та безстатевого поколінь.
3. Які органоїди відсутні в вищих клітинах, але характерні для нижчих видів? Це центріолі, які присутні також у тварин.

Подібності:

1. Спосіб харчування – обидві групи рослин фотоавтотрофи.
2. Будова клітин: наявність клітинної стінки, хлорофілу, поживних речовин.
3. Не можуть активно пересуватися, у життєвому циклі послідовно чергуються дві фази: гаметофіту та спорофіту.

Світ живих істот становлять рослини, тварини та мікроорганізми, між якими існує глибоке єднання, яке проявляється подібно до клітинної будови, хімічного складу та обміну речовин. Подразливість, зростання, розмноження та інші основні прояви життєдіяльності характерні для всіх живих організмів.

Проте за певним комплексу ознакрослини можна легко від представників інших царств.

Більшість рослин мають зелене забарвлення, але іноді вони можуть бути іншого кольору.

Приклад 1

Наприклад, існують водорості червоного, бурого та жовтого кольорів. Забарвлення рослин визначається присутністю в їх клітинах особливих сполук - барвників, які називаються пігментами (від лат. пігментум-фарба). Зелений колір рослин викликаний особливим, найпоширенішим барвником - пігментом хлорофілом (від грец. хлорос "зелений" і філлон - "лист").

Саме хлорофіл забезпечує процес фотосинтезу, під час якого рослини вловлюють сонячні промені та засвоюють їх енергію. Тим самим рослини реалізують свою унікальну нагоду: перетворюють сонячну енергію на хімічну енергію створених ними органічних речовин.

Рослини безпосередньо чи опосередковано є джерелом енергії тварин. Утворенням органічних речовин із неорганічних значення фотосинтезу для існування на нашій планеті не обмежується. У процесі фотосинтезу рослини не лише засвоюють вуглекислий газ, а й виділяють кисень, яким дихають інші організми. До появи фотосинтезуючих організмів у атмосфері Землі кисню був.

Рослини підтримують необхідний існування більшості організмів рівень кисню у атмосфері $(21\%)$ і попереджають накопичення у ній надлишку вуглекислого газу. Важлива роль рослин полягає також у очищенні повітря від забруднення шкідливими речовинами.

Всі рослини характеризуються наявністю щільних клітинних оболонок (стінок), які складаються переважно з целюлози. Клітинна стінка є надмембанною структурою. Целюлоза – вуглевод, характерний саме рослинам. Він надає клітинам пружність та зберігає постійну форму.

1. Рослинні клітини мають великі вакуолі, заповнені клітинним соком.
2. У рослинних клітинах відсутній клітинний центр (центросома).
3. Мінеральні солі в цитоплазмі можуть бути як у розчиненому стані, і у вигляді кристалів.

Рослини часто відрізняються дуже складною будовоюОднак деякі з них є одноклітинними організмами (хламідомонада, хлорела).

Клітини цих організмів мають досить великі розміри (до кількох сантиметрів), мають велику центральну вакуоль, яка регулює тургор (осмотичний тиск у клітині, що призводить до напруги клітинної оболонки).

Запасною поживною речовиною зазвичай є зерна крохмалю або близькі за будовою та хімічними властивостями вуглеводи (червоний крохмаль – водорості, інулін – топінамбур). Клітини рослин можуть поєднуватися в тканини, в яких, у свою чергу, практично повністю відсутня міжклітинна речовина. Деякі тканини, наприклад склеренхіма і пробка, майже повністю складаються з мертвих клітин.

При цьому, на відміну від тварин, до складу рослин входять різні типи клітин, основу ксилеми складають водопровідні елементи та волокна деревини.

В основному рослини ведуть прикріплений спосіб життя.Їх характерні лише особливі види рухів : тропізми - ростові руху і настії - руху у відповідь подразник.

4. Рослини немає спеціальних екскреторних органів.
5. Вони здатні до необмеженого зростання, який відбувається у певних ділянках тіла, утворених меристематичними недиференційованими клітинами (камбій стебла та конуси наростання на верхівці кореня та втечі, вставна меристема у вузлах злаків).
6. Більшість рослин характерне сильне розгалуження тіла, що підвищує його поверхню.Ця особливість обумовлена ​​способом життя рослин - поглинанням газоподібних (з атмосфери) та рідких (із ґрунту) компонентів. Завдяки розгалуженню створюються більш сприятливі умови для уловлювання світла та поглинання речовин.
7. Усі процеси життєдіяльності рослин регулюються спеціальними речовинами. фітогормон.
8. Для більшості рослин характерна сезонність в'янення та обпадання листя з настанням холодів, а також активне зростання тканин та утворення нирок при потеплінні.
9. Рослини є першою ланкою всіх трофічних ланцюгівтому від них залежить життя тварин.

Зауваження 1

Відомо близько $350$ тис. видів рослин, серед яких є одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми. Без рослин існування переважної більшості інших живих організмів на планеті було б неможливим. Саме рослини підтримують сталість газового складу атмосфери, поглинаючи вуглекислий газ і виділяючи кисень. Вони накопичують Землі органічне речовина (приблизно $4,5 x 1011$ млрд. т протягом року).

Рослинні спільноти (фітоценози) формують ландшафтну різноманітність нашої планети, а також необмежену різноманітність екологічних умов для інших організмів. Це рослини переважно та визначають характер конкретної спільноти.

Рослини поділяють на нижчі (водорості) та вищі. Кожна група теж, своєю чергою, має свої характерні ознаки.

Характерні риси нижчих рослин:

• Тіло представлене одно-або багатоклітинним слоном, або таломом.
• Тіло не розгалужене або дихотомічно гіллясте, але не розчленоване на вегетативні органи.
• Тіло позбавлене спеціальної провідної тканини.

Характерні риси вищих рослин:

• Є більш менш добре розвинені вегетативні органи.
• Мають спеціальну систему провідних тканин та механічних елементів.
• Правильне ритмічне чергування поколінь.
• Відсутність додаткових пігментів у клітинах.
• Розвинений багатоклітинний жіночий статевий орган (архегоній)

Частина 3. Царство Рослини

Нижчі рослини. Група відділів Водорості

Відділ Зелені водорості

Відділ Червоні водорості (Багрянки)

Відділ Бурі водорості

Вищі рослини

Відділ Мохоподібні

Відділ Плауноподібні

Відділ Хвощеподібні

Відділ Покритонасінні (Квіткові) рослини

У світі налічують понад 550 тис. видів рослин. Вони становлять близько 95% від біомасипланети – маси всіх живих організмів, що її населяють. Рослини – основні виробники (продуценти) органічної речовини Землі.

Флора наших днів представлена ​​рослинними організмами різної будови та екологічних особливостей. Так, у нижчих рослин- водоростей - тіло не поділено на органи, а у вищих рослин(до них відносяться мохи, плауни, хвощі, папороті, голонасінні та покритонасінні) є коріння (у мохів коріння немає), стебла та листя. З екологічної точки зору рослини поділяють на світлолюбні та тіньовитривалі, що мешкають у вологих (тропіках, субтропіках) або посушливих місцях.

У різних кліматичних зонах саме спільноти різних рослин визначають структуру біомів- Сукупностей живих організмів (тварин, рослин, грибів і мікроорганізмів), що населяють певну місцевість: тундру, листяний ліс, степ, тропічний ліс, савану та ін.

Однак при всьому різноманітті рослинні організми мають спільні риси, сукупність яких відрізняє їх від інших царств живої природи.

Основні ознаки рослин

1. Майже всі рослинні організми – автотрофиі здатні до фотосинтезу- Утворенню органічних молекул з неорганічних за рахунок енергії світла. Завдяки цьому рослин у процесах обміну речовин переважають реакції біологічного синтезу органічних молекул над процесами розщеплення речовин. В результаті рослини утворюють ту органічну біомасу, якою харчуються тварини та інші гетеротрофні організми.

2. У рослин є особливі пігменти,містяться в пластидах – специфічних органоїдах рослин, наприклад хлорофіл.Інші пігменти – оранжево-жовті та червоні каротиноїди- Виявляються при пожовтенні листя, а також надають окремим частинам рослин (плодам, квіткам) той чи інший колір. Ці пігменти відіграють важливу роль у життєдіяльності рослин, беручи участь у фотосинтезі.

3. Процеси життєдіяльності рослинного організму регулюють особливі рослинні гормони. фітогормони.Їхня взаємодія забезпечує зростання, розвиток та інші фізіологічні процеси, що відбуваються в рослинах. Прикладом може бути етилен, що у старіючих тканинах рослин, чи ауксини – речовини, які прискорюють зростання рослин. Фітогормони синтезуються в незначних кількостях і транспортуються провідною системою організму.

4. Клітини рослин оточені товстою стінкою,лежачої назовні від цитоплазматичної мембрани. Вона складається в основному з целюлози.Така клітинна стінка – специфічна особливість рослин: тварини її немає. Наявність кожної рослинної клітини твердої оболонки визначило малу рухливість рослин. А в результаті харчування та дихання рослинного організму стали залежати від поверхні його тіла, що контактує з довкіллям. У процесі еволюції це призвело до сильної, набагато більш вираженої, ніж у тварин, розчленованості тіла – розгалуженню кореневої системи та пагонів.

5. Обов'язковим продуктом обміну речовин рослин є клітинний сік.Це розчин різноманітних органічних (амінокислоти, білки, вуглеводи, органічні кислоти, дубильні речовини) та неорганічних (нітрати, фосфати, хлориди) речовин. Нагромаджуючись у цитоплазмі, клітинний сік збільшує внутрішньоклітинний тиск, що викликає напругу клітинної стінки. тургор.В результаті цього тканини рослин набувають високої міцності.

6. Рослини мають необмеженим зростанням:вони збільшуються у розмірах протягом усього свого життя.

Царство рослин включає дві великі групи організмів. Нижчіі Вищі рослини,відрізняються важливими особливостями будови та життєдіяльності.

Нижчі Рослини

До нижчих рослин відносяться найпростіше влаштовані представники рослинного світу. Для нижчих рослин характерна відсутність складної внутрішньої диференціювання, у них немає анатомо-фізіологічної системи тканин, як у вищих рослин, органи статевого розмноження нижчих, одноклітинні ( за винятком харових та деяких бурих водоростей До нижчих рослин відносяться бактерії, водорості, слизовики (міксоміцети), гриби, лишайники. Водорості належать до групи автотрофних організмів. Бактерії (за рідкісним винятком), міксоміцети та гриби є гетеротрофними організмами, які потребують готової органічної речовини. Ті та інші як би доповнюють одне одного. Водорості служать основними утворювачами органічної речовини у водоймах. Розкладання органічних речовин та їх мінералізація здійснюються внаслідок діяльності гетеротрофних організмів: бактерій та грибів. Завдяки процесам розкладання органічних речовин атмосфера поповнюється вуглекислим газом. Деякі грунтові бактерії та синьо-зелені водорості здатні пов'язувати вільний азот атмосфери. Таким чином, біологічний кругообіг речовин, що здійснюється автотрофними та гетеротрофними організмами, немислимий без діяльності нижчих рослин. По поширенню у природі і за чисельністю нижчі рослини перевищують вищі.

32. Водорості. Класифікація, особливості будови та розмноження

Водорості – численна та різноманітна група нижчих таломних рослин, первинним середовищем проживання яких є вода. На частку водоростей припадає не менше половини всієї кисневої продукції біосфери. Вони можуть бути одноклітинними та багатоклітинними. Їх основною особливістю є відсутність поділу тіла на органи та справжніх тканин. Таке тіло називають – талломом. Водорості поширені в прісних та солоних водоймах, набагато рідше зустрічаються на суші (стволи дерев). Водорості розмножуються статевим та безстатевим способом. Дихання відбувається усією поверхнею тіла. Харчування автотрофне (на світлі) – фотосинтез, у темряві багато водоростей переходять на гетеротрофний спосіб харчування, поглинаючи розчинені органічні речовини всією поверхнею тіла. Відділ зелених водоростей включають одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми, що містять хлорофіл. На відміну від вищих рослин, хлорофіл міститься в хроматофорі ( пластиди водоростей). Хроматофори в клітинах різних водоростей мають різну форму: стрічки, спіралі, чаші. Багато одноклітинні представники мають органоїди руху – джгутики. Водорості бувають: синьо-зелені, пірофітові, золотисті, діатомові, жовто-зелені, бурі, червоні, евгленові, зелені та харові. Відділ Зелені водорості, 20 тис. видівОдноклітинні колоніальні та багатоклітинні слані рослини. Мешкають у прісних та солоних водоймах, на сирому ґрунті та корі дерев у симбіозі з грибами (лишайники). У хроматофорах міститься зелений пігмент хлорофіл. В результаті фотосинтезу утворюють крохмаль. Розмножуються статевим, безстатевим шляхом за допомогою спор і вегетативно - шматочками слані. Зимують на стадії зиготи (2n) на дні водойм. У циклі переважає вегетативне гаплоїдне покоління (n) Одноклітинні: хламідомонаду, хлорела- Складають фітопланктон водойм, що служить їжею водним рачкам і рибам. Багатоклітинні: улотрикс, спірогіра, скарбниця– збагачують воду киснем і утворюють основну масу органічних речовин водойми. Відділ Бурі водорості, 1,5 тис. видівУ більшості багатоклітинні жителі дна моря (бентос) до глибини 50 м. Словник складається з стеблової, листової частин і різозів (досягає деяких видів десятків і сотень метрів). У хроматофорах міститься хлорофіл,бурий пігмент - фукоксантінта помаранчеві – каротиноїди.Продуктами фотосинтезу є сахароспирти – маніт та ламінарин У циклі розвитку переважає спорове покоління – спорофіт (2n). Фукус, цистозейра, саргас, хорда.У промисловості з водоростей отримують солі калію, йод, альгінову кислоту. ламінарія(морська капуста). Відділ Червоні водорості, або Багрянки, 4 тис. видівНайчастіше багатоклітинні мешканці дна моря (бентос) до глибини 100 м. Оболонки клітин деяких видів можуть мінералізуватися солями магнію та кальцію. Хроматофори зірчастої форми містять червоний пігмент. фікоеритрині синій фікоціан. Продуктом фотосинтезу є багряний крохмаль. Розмножуються безстатевим та статевим шляхом. У циклі розвитку відсутні джгутикові стадії. Переважає спорове покоління. Разом з кораловими поліпами беруть участь у формуванні океанічних островів. анфельціїотримують агар-агар.Харчове застосування має порфіра