Підручник з Біології і екології. 10 клас. Соболь - Нова програма

І стеблинка трави гідна великого світу, в якому вона росте.

Рабіндранат Тагор

§ 15. ВИЩІ РОСЛИНИ

Основні поняття й ключові терміни: ВИЩІ РОСЛИНИ. Мохоподібні. Судинні спорові рослини. Насіннєві рослини.

Пригадайте! Хто такі зелені рослини?

Поміркуйте!

Посидонія океанічна (Posidonia oceanica) — найбільша рослина у світі, яка росте колоніями на дні Середземного моря неподалік від Балеарських островів. Разом з іншими морськими травами посідонія утворює підводні луки на глибині від 1 до 50 м. Дослідження однієї з колоній виявили рекорди рослинного світу: довжина сягає 8 км, а вік — від 12 000 до 200 000 років. Цікаво, це водорість чи наземна рослина, яка повернулася до життя у воді?

ЗМІСТ

Які особливості вирізняють вищі рослини?

ВИЩІ РОСЛИНИ, або Ембріофіти (Embryophyta), або наземні рослини, — група зелених рослин, пристосованих до життя на суходолі. За сучасними уявленнями, до вищих рослин належать Мохоподібні та Судинні рослини, представлені групами Судинні спорові та Насіннєві. Ембріофіти походять від прісноводних зелених водоростей, а їхніми найближчими сучасними родичами є харові водорості. Через те у вищих рослин є ознаки, що вказують на спорідненість із водоростями. Їхні клітинні оболонки побудовані з молекул целюлози, що утворюють каркас, занурений у матрикс із геміцелюлози й пектинів. Клітинні оболонки, як правило, прозорі для сонячного світла, дуже стійкі до хімічних й механічних впливів, проникні для води й розчинених речовин. У зелених рослин двомембранні пластиди з хлорофілами а і b, утворюється полісахарид крохмаль, що відкладається про запас у вигляді зерен у стромі пластид тощо.

Проте умови життя на суші дуже відмінні від умов життя у воді: вони мінливіші та різноманітніші. Це стало причиною великих змін у організації наземних рослин: а) наявність тканин; б) поява вегетативних органів — кореня та пагона, що здійснюють усі процеси життєдіяльності; в) ускладнення циклу відтворення. На відміну від своїх гаплоїдних предків вищі рослини характеризується чергуванням в онтогенезі двох поколінь — нестатевого (гаметофіт) і статевого (спорофіт). Гаметофітне покоління продукує гаплоїдні статеві клітини — гамети. Гамети зливаються в зиготу, з якої формується багатоклітинний зародок (ембріон), а згодом і спорофіт.

Нестатеве покоління шляхом мейозу утворює спори, з яких розвивається гаметофіт (іл. 40).

Іл. 40. Цикл відтворення вищих рослин

Отже, ВИЩІ РОСЛИНИ (Ембріофіти) — це багатоклітинні рослини, в яких наявні тканини, органи та відбувається цикл відтворення з чергуванням поколінь.

Які особливості та різноманітність Мохоподібних?

Мохоподібні — це невисокі трав’янисті рослини, які є найбільш примітивними з вищих рослин. Про це свідчить їхня подібність із водоростями, як-то: відсутність ксилеми і флоеми, наявність ризоїдів, сланева будова тіла. Водночас мохоподібні є вищими рослинами, які мають ознаки пристосування до життя на суходолі. У них з’явились покривні й основні тканини, прості за будовою стебло і листки. Для мохоподібних характерне чергування поколінь, але на відміну від інших вищих спорових рослин у їхньому циклі відтворення гаметофіт переважає над спорофітом.

Мохоподібні включають три групи: Антоцерові, Печіночники і Справжні мохи. Типовим представником Антоцерових є антоцерос гладкий. Ця рослина цікава тим, що її слань має слизисті порожнини, в яких поселяються ціанобактерії з роду Носток.

Найбільш відомими представниками Печіночників є маршанція мінлива (печіночник звичайний), яка трапляється там, де ніколи не буває сухо: по берегах річок, у болотистих місцях, на вогких скелях, зрубах старих колодязів, стінах сільських хат тощо.

Найвідомішими представниками справжніх мохів є зозулин льон і сфагнові (торф’яні) мохи (іл. 41). Дослідженням мохоподібних займається окремий розділ ботаніки — бріологія.

Іл. 41. Представники мохоподібних: 1 — антоцерос гладкий; 2 — маршанція мінлива; 3 — зозулин льон звичайний; 4 — сфагнум випнутий

Отже, Мохоподібні — вищі спорові безсудинні рослини, в яких у життєвому циклі переважає гаметофіт.

Які особливості та різноманітність спорових та насіннєвих рослин?

Для Судинних рослин (Tracheophyta), до яких належать Судинні спорові та Насіннєві, характерна тенденція до переваги і вдосконалення спорофіта при одночасному спрощенні гаметофіта. У цієї групи вже з’являються провідні тканини, які виконують дві важливі функції. По-перше, вони утворюють транспортну систему, що здійснює переміщення поживних речовин і води по всьому тілу. По-друге, тіло рослини отримує внутрішню опору.

Судинні спорові рослини (Pteridophyta) — вищі рослини, які розмножуються та розселюються за допомогою спор. Спори у цих рослин — особливі округлі клітини, які слугують для нестатевого розмноження та розселення. Вони мають оболонки для захисту від несприятливих умов, хлоропласти, ядро, незначаний запас поживних речовин. Спорові рослини поширені на вологих ділянках суходолу. У повітряному середовищі, яке є досить сухим і сприяє випаровуванню води, статевий процес значно ускладнюється. Через те у таких рослин формуються стійкі проти висихання спори. Вони розсіюються, потрапляють у сприятливі умови, і з них виростає покоління, що утворює гамети. І саме на цьому етапі вода є вирішальним чинником існування, оскільки забезпечує зустріч чоловічих гамет із жіночими. Із гамет після запліднення утворюється зигота, з якої формується багатоклітинний зародок, а згодом і спорофіт. За сучасними уявленнями, до судинних спорових рослин належать Плауни, Хвощі, Папороті (іл. 42).

Іл. 42. Представники судинних спорових рослин: 1 — плаун булавоподібний; 2 — хвощ лісовий; 3 — щитник чоловічий

Насіннєві (Spermatophyta) — група вищих судинних рослин, які розмножуються та розповсюджуються за допомогою насіння. До насіннєвих рослин належать Саговники, Хвойні, Гінкгові, Гнетові та Квіткові (іл. 43). Ознаками вдосконалення насіннєвих рослин є: 1) розмноження насінням, що містить зародок майбутньої рослини, запас поживних речовин і насіннєву шкірку, що захищає зародок від несприятливого впливу середовища; 2) поява пилку й запилення, що забезпечує перенесення пилкових зерен із сперміями до насіннєвих зачатків з яйцеклітинами; 3) наявність насіннєвого зачатка, що забезпечує запліднення та розвиток зародка за рахунок поживних речовин добре розвиненого нестатевого покоління; 4) запліднення незалежне від води, внутрішнє (спермії проникають до насіннєвого зачатка з яйцеклітиною через пилкову трубку, а не через водне середовище). Ці ознаки дали змогу насіннєвим рослинам пристосуватися до наземних умов життя і досягти вищого рівня розвитку порівняно зі споровими рослинами.

Іл. 43. Представники насіннєвих рослин: 1 — саговник поникаючий; 2 — сосна звичайна; 3 — гінкго дволопатеве; 4 — вельвічія дивна; 5 — магнолія великоквіткова

Отже, судинні рослини поділяють на дві групи — судинні спорові й насіннєві.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота

Розпізнавання різних представників рослин і складання схем класифікації

Вправа 1. Розгляньте запропоновані види рослин. Зіставте ілюстрації з відповідними назвами видів. Укажіть ознаки, за якими ви розпізнавали запропоновані види рослин.

Види вищих рослин: 1 — калина звичайна; 2 — плаун-баранець; 3 — сосна сибірська; 4 — хвощ польовий; 5 — зозулин льон волосконосний; 6 — орляк звичайний.

Вправа 2. За допомогою таблиці визначте їхню належність до однієї з груп вищих рослин.

Таблиця. ДЕЯКІ ОЗНАКИ ОСНОВНИХ ГРУП ВИЩИХ РОСЛИН

Морфологічні ознаки дорослої особини

Група

Представники

Стебло нерозгалужене, листки дрібні, зелені, коренів немає, ризоїди на стеблі, архегонії та антеридії на верхівках рослин

Справжні мохи

Стебло дихотомічно розгалужене, листки дрібні, з однією жилкою, корені додаткові, спороносні колоски (стробіли)

Плауни

Стебло членисте, з вузлами, містить кремнезем, листки редуковані, корені додаткові від кореневища, стробіли

Хвощі

Стебло підземне (кореневище) з додатковими коренями, листкоподібні пагони (вайї), спорангії у сорусах

Папороті

Стебло прямостояче, є тонка кора, деревина, камбій, листки у вигляді хвої, корені головні й бічні, насіння в шишках

Хвойні

Стебла трав’янисті або дерев’янисті, листки прості або складні, корені головні, бічні й додаткові, квітка, насіння, плоди

Квіткові

Вправа 3. Визначте положення одного з видів у системі зелених рослин і заповніть схему класифікації.

Царство

Відділ

Клас

Порядок

Родина

Рід

Вид

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Англійська мова

«Alternative energy can be found in plants. Indeed it sounds like science fiction, but Dutch scientists have found a way to harvest electricity from plants. When the plants perform photosynthesis, they convert solar energy into chemical energy (carbohydrates) that they use to grow. However, they don’t use it all themselves. Some of this energy is released through the roots to feed microorganisms that in turn provide minerals to the plants. But it’s not a perfectly closed system, so some energy escapes, and this is what scientists have been able to harvest».

Перекладіть текст й оцініть значення досліджень з отримання електричного струму за допомогою рослин.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1—6

1. Хто такі вищі рослини? 2. Назвіть основні групи вищих рослин 3. Хто такі мохоподібні? 4. Назвіть декілька представників мохоподібних. 5. Хто такі судинні рослини? 6. Назвіть групи судинних рослин

7—9

7. Які особливості вирізняють вищі рослини? 8. Назвіть особливості та різноманітність Мохоподібних. 9. Які особливості та різноманітність спорових та насіннєвих рослин?

10—12

10. Оцініть наукові дослідження рослин у галузі альтернативних джерел енергії.