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 воздушно наземной 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.
Важнейшие сходства высших и низших растений
Наиболее распространенная теория происхождения высших растений связывает их с зелеными водорослями. Это объясняется тем, что и для водорослей, и для высших растений характерны следующие признаки: основной фотосинтезирующий пигмент - хлорофилл а; основной запасной углевод - крахмал, который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот; целлюлоза - важнейший компонент клеточной стенки; наличие пиреноидов в матриксе хлоропласта (не у всех высших растений); образование фрагмопласта и клеточной стенки при клеточном делении (не у всех высших растений). И для большинства водорослей, и для высших растений характерно чередование поколений: диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита.
Основные отличия высших и низших растений:
Среда обитания: у низших - вода, у высших - в основном, суша.
Развитие у высших растений разнообразных тканей - проводящей, механической, покровной.
Наличие у высших растений вегетативных органов - корня, листа и стебля - разделение функций между различными участками тела: корень - закрепление и водно-минеральное питание, лист - фотосинтез, стебель - транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).
Высшие растения обладают покровной тканью - эпидермисом, выполняющей защитные функции.
Усиленная механическая устойчивость стебля высших растений за счет толстой клеточной стенки, пропитанной лигнином (придает жесткость целлюлозному остову клетки).
Органы размножения: у большинства низших растений - одноклеточные, у высших растений - многоклеточные. Стенки клеток высших растений надежнее защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания.
Высшие растения появились на суше в силурийском периоде в виде примитивных по строению риниофитов. Оказавшись в новой для них воздушной среде риниофиты постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различных размеров и сложности строения.
Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление спор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия. Споры высших растений способны распространяться ветром.
Высшие растения обладают различными тканями (проводящая, механическая, покровная) и вегетативными органами (стебель, корень, лист). Проводящая система обеспечивает передвижение воды и органических веществ в сухопутных условиях. Проводящая система высших растений состоит из ксилемы и флоэмы. Высшие растения имеют защиту от высыхания в виде покровной ткани - эпидермиса и нерастворимой в воде кутикулы или же пробки, образующейся при вторичном утолщении. Утолщение клеточной стенки и пропитывание ее лигнином (придает жесткость целлюлозному остову клеточной оболочки) придало высшим растениям механическую устойчивость.
Высшие растения (почти все) обладают многоклеточными органами полового размножения. Органы размножения высших растений формируются на разных поколениях: на гаметофите (антеридии и архегонии) и на спорофите (спорангии).
Чередование поколений свойственно для всех высших наземных растений. В ходе жизненного цикла (т.е. цикла от зиготы одного поколения до зиготы следующего поколения) один тип организма сменяется другим.
Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы в многоклеточных органах полового размножения - антеридиях (образуются мужские подвижные гаметы - сперматозоиды) и архегониях (образуется женская неподвижная гамета - яйцеклетка). При созревании клетки архегоний вскрывается на верхушке и происходит оплодотворение (слияние одного сперматозоида с яйцеклеткой). В результате образуется диплоидная зигота, из которой вырастает поколение диплоидного спорофита. Спорофит способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последник дают начало новому гаметофитному поколению.
Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла. В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит, в цикле голо- и покрытосеменных растений - спорофит.
Общая характеристика
. К высшим растениям относятся мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные, покрытосеменные (цветковые). В отличие от низших у высших растений имеются хорошо дифференцированные ткани и органы. У всех высших мужские и женские репродуктивные органы многоклеточные. Онтогенез у высших растений подразделяется на эмбриональный и постэмбриональный периоды.
Высшие растения по очень важному признаку - строению женских половых органов - подразделяют на две крупные группы: архегониалъные и пестичные. Первая из них включает, например, отделы Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные и объединяет более 50 тыс. видов. Все представители этой группы обладают женским половым органом - архегонием. Вторая группа - пестичные, представлена одним отделом - Покрытосеменными, или Цветковыми (около 250 тыс. видов), женским половым органом которых является пестик.
Ткани высших растений
. Ткань - это совокупность клеток, сходных по морфологическим и физиологическим признакам и выполняющих определенные функции. В процессе эволюции наиболее совершенные ткани сформировались у цветковых растений.
Образовательные ткани
представлены молодыми, интенсивно делящимися клетками. Локализуются в почках и зоне размножения корней. Обеспечивают рост органов растения в длину и толщину, образование тканей.
Покровные ткани
(кожица, пробка, корка) образованы либо живыми, плотно расположенными клетками (кожица), покрывающими листья, зеленые стебли и все части цветка, либо несколькими слоями мертвых клеток, покрывающими толстые стебли и стволы деревьев. Осуществляют защиту органов.
Проводящие ткани
образуют сосуды, ситовидные трубки и проводящие сосудисто-волокнистые пучки. Сосуды представляют собой полые трубки с одревесневающими стенками. Образуют древесину- ксилемму, проходящую вдоль корня, стебля и жилок листа. Обеспечивают восходящий ток воды и минеральных веществ. Ситовидные трубки образуют вертикальный ряд живых клеток с ситовидными поперечными перегородками. Формируют луб - флоэму, расположенную вдоль корня, стебля, жилок листа. Осуществляют транспорт органических веществ из листьев в другие органы и ткани. Проводящие сосудисто-волокнистые пучки формируют отдельные тяжи (травы) или сплошной массив (древесные формы).
Механические ткани
(волокна) состоят из длинных одревесневших мертвых клеток, расположенных вокруг проводящих сосудисто-волокнистых пучков. Выполняют роль каркаса растения.
Основные ткани
подразделяют на ассимиляционные и запасающие. Ассимиляционные ткани представлены клетками, образующими столбчатую и губчатую ткань листа. Образуют мякоть листа и стебля, осуществляют фотосинтез и газообмен. Запасающие ткани образованы клетками, заполненными крахмалом, белком, каплями масла и др.
К выделительным тканям
относятся млечники, или млечные сосуды, клетки которых выделяют млечный сок.
На рисунке изображены псилофиты - вымершие растения.
Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который появились данные организмы, а также возможного предка уровня отдела растений.
Укажите, по каким признакам псилофиты относятся к высшим споровым растениям.
Геохронологическая таблица
| ЭРА, возраст в млн лет | Период | Растительный мир |
| Мезозойская, 240 | Мел | Появляются и распространяются покрытосеменные; сокращаются папоротники и голосеменные |
| Юра | Господствуют современные голосеменные, древние голосеменные вымирают | |
| Триас | Господствуют древние голосеменные; появляются современные голосеменные; семенные папоротники вымирают | |
| Палеозойская, 570 | Пермь | Появляются древние голосеменные; большое разнообразие семенных и травянистых папоротников; древовидные хвощи, плауны и папоротники вымирают |
| Карбон | Расцвет древовидных папоротников, плаунов и хвощей (образовывали «каменноугольные леса»); появляются семенные папоротники; псилофиты исчезают | |
| Девон | Развитие, а затем вымирание псилофитов; возникновение основных групп споровых растений - плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных; появление первых примитивных голосеменных; возникновение грибов | |
| Силур | Господство водорослей; выход растений на сушу - появление риниофитов (псилофитов) | |
| Ордовик | Расцвет водорослей | |
| Кембрий | Дивергентная эволюция водорослей; появление многоклеточных форм | |
| Протерозойская, 2600 | Широко распространены синезелёные и зелёные одноклеточные водоросли, бактерии; появляются красные водоросли |
Пояснение.
Воспользуемся таблицей, в третьей колонке найдем псилофиты; определяем по второй и первой колонкам эру и период, когда обитали псилофиты
Ответ:
1) Эра: палеозойская
Период: Силур
2) Предками псилофитов являются многоклеточные зеленые водоросли.
3) Признакам высших споровых растений являются:
Разделение тела на две части - надземную и подземную
Наличие многоклеточных органов размножения - полового (гаметангий) и бесполого (спорангий)
Примитивная проводящая система, покровная ткань
Примечание.
Псилофиты имели древовидную форму, отдельные нитевидные отростки служили им для прикрепления к почве и поглощения из нее воды и минеральных веществ. Наряду с образованием подобия корней, стебля и примитивной проводящей системы у псилофитов развилась покровная ткань, предохраняющая их от высыхания.
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.
Источник: ЕГЭ - 2018, РЕШУ ЕГЭ
Валерия Руденко
15.06.2018 16:32
Здравствуйте. Я не понимаю, а как мы должны определить предка растений?Почему именно многоклеточные зеленые водоросли берем?
Наталья Евгеньевна Баштанник
Используем биологические знания, а по рисунку - слабая дифференциация тела
Василий Рогожин
09.03.2019 13:39
Конечно, предками псилофитов, как и всех высших растений, являются не древние Зеленые водоросли, а Харовые водоросли, которые сейчас составляют самостоятельный отдел.
И в дополнении к ответу об отличиях высших растений от низших стоит заметить, что "наличие четко дифференцированных тканей" - сегодня не является абсолютным отличительным признаком этих групп растений. Бурые водоросли, например, относящиеся к низшим растениям, имеют настоящие ткани (тканевой тип дифференциации таллома). Вот наличие органов - да, это признак только высших растений, а настоящие ткани могут быть и у высших, и у низших растений.
Неформальная группа низших растений объединяет подцарства багрянок, или красных водорослей, и настоящих водорослей. И те и другие преимущественно морские , чем, в первую очередь, отличаются от наземных высших растений, распространенных по поверхности суши. Раньше низшими растениями называли все организмы, которые не являлись животными или обычными наземными растениями: то есть не только водоросли, но , бактерии, лишайники.
Сегодня низших растений гораздо более точное: это те растения, которые не имеют дифференцированной структуры своего тела, то есть не расчленены на несколько частей. Это второе главное их отличие от высшего подцарства. Все однородны: у них не выделяются листья, побеги, корни, цветы. Они состоят из одинакового во всех частях тела.
Низшие растения одноклеточными и многоклеточными, причем их размеры могут варьироваться от невидимых невооруженным глазом до гигантских, в несколько десятков метров в длину. Низшие растения – более древние по сравнению со своими более развитыми родственниками: самые старые останки этих организмов имеют возраст около трех миллиардов лет.
Высшие растения
Высшие растения растут преимущественно на суше, хотя есть и немногочисленные исключения. Они имеют сложную структуру тканей, позволяющую им вести более насыщенную жизнь: у них развиты механическая, покровная, проводящая ткани. Это объясняется проживанием растений на суше: воздух, в отличие от воды, менее комфортная – нужно защищать себя от высыхания, обеспечивать теплообмен, прочно закрепиться в одном месте.
Участки тела этих организмов выполняют различные функции и имеют разное строение: корень закрепляется в и обеспечивает водное и минеральное питание, стебли транспортируют полученные в почве вещества по всему телу растения, а листья занимаются фотосинтезом, превращая неорганические соединения в органические. Тонкая покровная ткань защищает тело, за счет чего высшие растения считаются более устойчивыми к условиям окружающей среды. Это свойство обеспечивается также толстыми клеточными стенками с лигнином – они защищают стебли от механических повреждений.
У высших растений, в отличие от низших, имеются многоклеточные органы размножения, которые к тому же лучше защищены плотными стенками. К этому подцарству относятся мохообразные (все виды мхов) и сосудистые, которые разделяются на споровые и семенные.
Царство растений поражает своим величием многообразием. Куда бы мы ни поехали, в каком бы уголке планеты ни оказались, везде можно встретить представителей растительного мира. Даже льды Арктики не являются исключением для их обитания. Каково это царство растений? Виды его представителей разнообразны и многочисленны. Какова общая характеристика царства растений? Как их можно классифицировать? Попробуем разобраться.
Общая характеристика царства растений
Все живые организмы можно разделить на четыре царства: растения, животные, грибы и бактерии.
Признаки царства растений следующие:
- являются эукариотами, то есть клетки растений содержат ядра;
- являются автотрофами, то есть образуют из неорганических органические вещества в процессе фотосинтеза за счет энергии солнечного света;
- ведут относительно неподвижный образ жизни;
- неограниченны в росте в течение всей жизни;
- содержат пластиды и клеточные оболочки из целлюлозы;
- в качестве запасного питательного вещества используют крахмал;
- наличие хлорофилла.
Ботаническая классификация растений
Царство растений делится на два подцарства:
- низшие растения;
- высшие растения.
Подцарство "низшие растения"
К этому подцарству относятся водоросли - самые простые по строению и самые древние растения. Однако мир водоролей очень разнообразен и многочислен.
Большинство из них живет в воде или на воде. Но встречаются водоросли, которые растут в почве, на деревьях, на камнях и даже во льдах.
Тело водорослей — это слоевище или таллом, которое не имеет ни корня, ни побегов. У водорослей не существует органов и различных тканей, поглощение веществ (воды и минеральных солей) у них происходит всей поверхностью тела.
Подцарство "низшие растения" состоит из одиннадцати отделов водорослей.
Значение для человека: выделяют кислород; употребляются в пищу; используются для получения агар-агара; используются в качестве удобрений.
Подцарство "высшие растения"
К высшим растениям относятся организмы, которые имеют хорошо выраженные ткани, органы (вегетативные: корень и побег, генеративные) и индивидуальное развитие (онтогенез) которых делится на эмбриональный (зародышевый) и постэмбриональный (послезародышевый) периоды.
Высшие растения делятся на две группы: споровые и семенные.
Споровые растения распространяются при помощи спор. Для размножения нужна вода. Семенные растения распространяются при помощи семян. Для размножения вода не нужна.
Споровые растения делятся на следующие отделы:
- моховидные;
- плауновидные;
- хвощевидные;
- папоротниковидные.
Семенные делятся на следующие отделы:
- покрытосеменные;
- голосеменные.
Рассмотрим их более подробнее.
Отдел "моховидные"
Моховидные - это низкорослые травянистые растения, тело которых разделено на стебель и листья, они имеют некое подобие корней — ризоиды, функция которых - поглощать воду и закреплять растение в почве. Кроме фотосинтезирующей и основной ткани, мхи не имеют других тканей. Большинство мхов представляют собой многолетние растения и растут только во влажных местах. Моховидные - наиболее древняя и самая простая группа. При этом они достаточно разнообразны и многочисленны и уступают в количестве видов только покрытосеменным растения. Насчитывается около 25 тысяч их видов.
Моховидные делятся на два класса — печеночные и листостебельные.
Печеночники - это наиболее древние мхи. Их тело представляет собой разветвленное плоское слоевище. Обитают в основном в тропиках. Представители печеночников: мхи мерщанция и риччия.
Листостебельные мхи имеют побеги, которые состоят из стеблей и листьев. Типичным представителем является мох кукушкин лен.
У мхов возможно половое и бесполое размножение. Бесполое может быть как вегетативным, когда растение размножается частями стеблей, слоевища или листьев, так и споровым. При половом размножении у моховидных образуются специальные органы, в которых созревают неподвижные яйцеклетки и подвижные сперматозоиды. Сперматозоиды по воде передвигаются к яйцеклеткам и оплодотворяют их. Затем на растении вырастает коробочка со спорами, которые после созревания рассыпаются и распространяются на большие расстояния.
Мхи предпочитают влажные места, однако растут и в пустынях, и на скалах, и в тундрах, но их не встретить в морях и на сильно засоленных почвах, в сыпучих песках и ледниках.
Значение для человека: торф широко применяется в качестве топлива и удобрения, а также для производства воска, парафина, красок, бумаги, в строительстве используется в качестве теплоизолирующего материала.
Отделы "плауновидные", "хвощевидные" и "папоротниковидные"
Эти три отдела споровых растений имеют схожее строение и размножение, большинство их растет в тенистых и влажных местах. Древесные формы этих растений встречаются очень редко.
Папоротники, плауны и хвощи являются древними растениями. 350 миллионов лет назад они представляли собой большие деревья, именно они составляли леса на планете, кроме того, они являются источниками залежей каменного угля в настоящее время.
Немногочисленные виды растений отделов папоротникобразных, хвощевидных и плауновидных, которые дошли до сегодняшних дней, можно назвать живыми ископаемыми.
Внешне разные виды плаунов, хвощей и папоротников отличны друг от друга. Но они схожи по внутреннему строению и размножению. Устроены они сложнее, чем моховидные (имеют больше тканей в своем строении), но проще, чем семенные растения. Относятся к споровым растениям, так как все они образуют споры. Также для них возможно как половое, так и бесполое размножение.
Самые древние представители этих отрядов - плауны. В наши дни в хвойных лесах можно встретить плаун булавовидный.
Хвощи встречаются в Северном полушарии, сейчас они представлены только лишь травами. Хвощи можно встретить в лесах, на болотах и лугах. Представитель хвощевидных - хвощ полевой, который обычно растет на кислых почвах.
Папоротникообразные - достаточно большая группа (около 12 тысяч видов). Среди них встречаются и травы, и деревья. Произрастают почти повсеместно. Представители папоротников - страусник и орляк обыкновенный.
Значение для человека: древние папоротникообразные дали нам залежи каменного угля, который используется как топливо и ценное химическое сырье; некоторые виды используются в пищу, применяются в медицине, используются в качестве удобрений.
Отдел "покрытосеменные" (или "цветковые")
Цветковые растения — это самая многочисленная и высокоорганизованная группа растений. Насчитывают более 300 тысяч видов. Эта группа составляет основную часть растительного покрова планеты. Почти все представители растительного мира, окружающие нас в обычной жизни, как дикорастущие, так и садовые растения, являются представителями покрытосеменных. Среди них можно встретить все жизненные формы: деревья, кустарники и травы.
Главным отличием покрытосеменных растений является то, что их семена покрыты плодом, образованным из завязи пестика. Плод является защитой семени и способствует их распространению. Покрытосеменные образуют цветки - орган полового размножения. Характерным для них является двойное оплодотворение.
Цветковые растения господствуют в растительном покрове как наиболее приспособленные к современным условиям жизни на нашей планете.
Значение для человека: используются в пищу; выделяют кислород в окружающую среду; применяются в качестве стройматериалов, топлива; используются в медицинской, пищевой, парфюмерной промышленности.
Отдел "голосеменные"
Голосеменные растения представлены деревьями и кустарниками. Среди них нет трав. Большинство голосеменных имеют листья в виде иголок (хвоинок). Среди голосеменных выделяется большая группа хвойных растений.
Около 150 млн. лет назад хвойные растения преобладали в растительном покрове планеты.
Значение для человека: образуют хвойные леса; выделяют большое количество кислорода; используются в качестве топлива, стройматериалов, в кораблестроении, изготовлении мебели; применяются в медицине, в пищевой промышленности.
Разнообразие растительного мира, названия растений
Приведенная выше классификация имеет продолжение, отделы подразделяются на классы, классы — на порядки, затем следуют семейства, потом роды и, наконец, виды растений.
Царство растений огромно и разнообразно, поэтому принято использовать ботанические названия растений, имеющие двойное имя. Первое слово в названии означает род растений, а второе — вид. Вот как будет выглядеть систематика всем нам известной ромашки аптечной:
Царство: растения.
Отдел: цветковые.
Класс: двудольные.
Порядок: астроцветные.
Семейство: астровые.
Род: ромашка.
Вид: ромашка аптечная.
Классификация растений по их жизненным формам, описание растений
Царство растений также классифицируется по жизненным формам, то есть по внешнему облику растительного организма.
- Деревья - многолетние растения, имеющие одревесневающие надземные части и ярко выраженный один ствол.
- Кустарники - также многолетние растения с одревесневающими надземными частями, но, в отличие от деревьев, у них нет явно выраженного одного ствола, а разветвление начинается у самой земли и образуется несколько равноценных стволов.
- Кустарнички имеют схожесть с кустарниками, но низкорослые — не выше 50 см.
- Полукустарники похожи на кустарнички, однако отличаются тем, что одревеснены лишь нижние части побегов, а верхние отмирают.
- Лианы - растения с цепляющимися, лазающими и вьющимися стеблями.
- Суккуленты - представляют собой многолетние растения с листьями или стеблями, в которых содержится запас воды.
- Травы - растения с зелеными, сочными и неодревесневающими побегами.
Дикорастущие и культурные растения
К разнообразию растительного мира приложил руку и человек, и на сегодняшний день растения можно также поделить на дикорастущие и культурные.
Дикорастущие - растения в природе, которые растут, развиваются и распространяются без помощи человека.
Культурные растения происходят от дикорастущих, но получены путем селекции, гибридизации или генной инженерии. Это все садовые растения.