Подробное решение параграф 8 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. 2017
Вопрос. Рассмотрите рисунки 38-43. К каким систематическим группам относят изображенных растений? Установите эволюционную преемственность изображенных на рисунках систематических групп растений.
Ответ. Систематические группы и их эволюционная преемственность:
Зеленые водоросли;
Красные водоросли;
Бурые водоросли;
Мхи;
Папоротникообразные;
Голосеменные;
Покрытосеменные.
Главные эволюционные изменения:
Появление тканевых органов у мхов.
Споровое размножение у высших споровых растений.
Появление полового размножения у высших растений.
Наличие плода, защищающего семя у покрытосеменных.
Вопрос 1. Почему ведущую роль в эволюции органического мира играли растения?
Ответ. Ведущая роль в органической эволюции принадлежала растениям, так как именно они образовали основную массу первичного органического вещества и кислорода, без которых была бы невозможна эволюция животных.
Вопрос 2. Какие ароморфозы обеспечили широкое распространение водорослей на Земле?
Ответ. Первый ароморфоз – появление многоклеточности.В своем эволюционном развитии водоросли прошли усложнение от одноклеточности через колониальность к многоклеточности. Второй ароморфоз – разделение на два поколения: бесполое (спорофит) и половое (гаметофит). Одноклеточные водоросли имеют микроскопические размеры. Многоклеточные водоросли в ходе эволюции достигли значительной величины тела (слоевища), не имеющего корней, стеблей и листьев. Жизнь большинства водорослей связана с водой. Объясняется это не только тем, что клетки их тела быстро высыхают на воздухе, но и тем, что их гаметы могут передвигаться с помощью жгутиков в водной среде.
Следующий ароморфоз появлении у них разнообразных пигментов, с помощью которых осуществляется фотосинтез. Например, зеленые водоросли содержат хлорофилл и обитают в слоях воды, хорошо проницаемых для света. Бурые водоросли встречаются глубже, где света меньше, поэтому по мимо зеленого пигмента у них есть бурый, обеспечивающий дополнительное поглощение солнечных лучей. Красные водоросли (багрянки) обитают на глубинах, где света ничтожно мало. Достигающие таких глубин голубые лучи солнечного спектра поглощаются красным и синим пигментами.
Вопрос 3. Каковы предпосылки выхода растений на сушу?
Ответ. Предпосылок для появления наземных растений было, по-видимому, несколько. Во-первых, независимый ход эволюции растительного мира подготовил появление новых, более совершенных форм. Во-вторых, за счет фотосинтеза морских водорослей в атмосфере земли произошло увеличение количества кислорода; к началу силурийского периода оно достигло такой концентрации, при которой оказалась возможной жизнь на суше. В-третьих, в начале палеозойской эры на обширных территориях земли происходили крупнейшие горообразовательные процессы, в результате которых возникли Скандинавские горы, горы Тянь-Шань, Саяны. Это вызвало обмеление многих морей и постепенное появление суши на месте бывших мелких водоемов. Если раньше водоросли, населявшие литоральную зону, только в отдельные кратковременные периоды жизни оказывались вне воды, то по мере обмеления морей они переходили к более длительному пребыванию на суше. Это, очевидно, сопровождалось массовой гибелью водорослей; выживали лишь те немногие растения, которые смогли противостоять новым условиям жизни. Выход растений на сушу – важнейший ароморфоз в развитии жизни на Земле. Он был подготовлен всем предыдущим ходом эволюции неорганической и органической природы: почвообразованием, накоплением в атмосфере молекулярного кислорода и формированием озонового экрана, специализацией клеток и появлением тканей с разнообразными функциями. Все сухопутные растения произошли от зеленых водорослей, о чем свидетельствует присутствие в их клетках хлорофилла. Неизвестная предковая форма дала две эволюционные ветви: одна из них привела к возникновению первых наземных растений – риниофитов, а другая – к появлению мхов.
Вопрос 4. Какие ароморфозы обеспечили освоение папоротникообразными суши?
Ответ. Параллельно с усложнением строения и функций вегетативных органов эволюционировал у папоротникообразных и процесс размножения. В их жизненном цикле стал преобладать спорофит. Гаметофит представлен небольшой зеленой пластинкой – заростком. Этот ароморфоз имел важное значение для эволюции растительного мира на Земле. Спорофит стал самостоятельным растением, не связанным с гаметофитом, поэтому он увеличился в размерах и эволюционировал не только в травянистые, но и в древесные формы.
Вопрос 5. Почему мхи считают тупиковой ветвью эволюции?
Ответ. В системе высших растений моховидные стоят очень обособленно. Нет никаких связующих звеньев между ними и ныне живущими представителями других отделов высших растений, а тем более нет промежуточных форм. Поэтому уже давно высказывалось предположение, что они являются тупиковой ветвью в эволюции.
К тому же мхи считают тупиковой ветвью эволюции, потому что в цикле развития мхов преобладает гаметофит.
Вопрос 6. В чем преимущества семенного размножения над споровым?
Ответ. 1. В отличие от спор, в семенах растения имеется запас питательных веществ, необходимых зародышу в первое время его развития, пока у молодого растения не сформируется корневая система.
2. Внутри семени зародыш будущего растения надежно защищен от неблагоприятных воздействий окружающей среды в отличии от споры, что увеличивает шансы на выживание молодого растения.
С появлением семян процесс размножения перестал зависеть от внешней воды. Благодаря этому семенные растения смогли распространиться по всей Земле, они преобладают почти во всех биоценозах.
Вопрос 7. Какие ароморфозы и идиоадаптации обеспечили семенным растениям господствующее положение в растительном покрове Земли?
Ответ. Крупнейшим ароморфозом стало преобразование женского спорангия в семязачаток, а мужского – в пыльцевые гнезда. В результате этих процессов на Земле появились голосеменные, у которых женский гаметофит представлен семязачатком с яйцеклеткой, а мужской – пыльцевым зерном. Половые клетки у голосеменных формируются во внутренних тканях, поэтому вода перестала играть роль необходимого условия для протекания полового процесса. Не менее важным ароморфозом у голосеменных растений стало размножение не спорами, лишенными запасов питательных веществ, а семенами. Семена хорошо защищены покровами и содержат запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша при прорастании. Это позволило голосеменным широко распространиться по планете, даже в условиях засушливого и холодного климата.
У второй группы семенных растений – покрытосеменных, или цветковых к этим ароморфозам добавились еще два. Первый состоял в появлении цветка, ставшего важнейшим приспособлением к опылению и оплодотворению. Другой ароморфоз – развитие плода, органа обеспечившего защиту и распространение семян.
Кроме ароморфозов покрытосеменные в ходе эволюции приобрели ряд идиоадаптаций. Так, их цветки приспособлены к разным способам опыления, а плоды и семена – к разным способам распространения. Многие покрытосеменные стали листопадными растениями, что связано с приспособлением к сезонным изменениям климата.
Вопрос. 8. Перечислите основные черты эволюции растительного мира.
Ответ. 1. Уменьшение от водорослей к голосеменным и покрытосеменным растениям в жизненном цикле доли полового (гаметофита) и преобладание бесполого (спорофита) поколения.
2. Переход от наружного оплодотворения (у водорослей, мхов) к внутреннему оплодотворению; утрата зависимости полового процесса от воды.
3. Разделение тела растений на корни, стебли и листья. Развитие тканей для выполнения функций опоры, защиты, питания, транспорта и др.
4. Приспособление семенных растений к разным способам опыления, распространения семян и плодов.