§ 28. Плауны, хвощи, папоротники — высшие растения

ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОБЛЕМУ УРОКА

• Сформулируй, что нужно обсудить, чтобы понять слова биолога, и сравни с авторским вариантом (стр. 171).

В чем отличие низших и высших растений?

ВСПОМИНАЕМ ТО, ЧТО ЗНАЕМ

• Расскажи о жизненном цикле улотрикса. Что такое гаметофит и спорофит? (§ 21)

Улотрикс — бентосная зелёная водоросль в виде нити. Каждая клетка нити улотрикса содержит одинарный набор ДНК. В каждой из клеток (кроме той, которой улотрикс прикреплён к грунту) в результате деления ядер могут образоваться гаметы — и в каждой из гамет тоже одинарный набор ДНК. Гаметы выходят в воду, находят друг друга и сливаются попарно.

В результате слияния образуется зигота с двойным набором ДНК. Зигота делится два раза.

После двух делений образуются четыре споры, в каждой из которых — одинарный набор ДНК. Из споры вырастает нить.

Спорофит — многоклеточная фаза в жизненном цикле растений с двойным набором ДНК в клетках, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки или зиготы и производящая споры.

Гаметофит — многоклеточная фаза в жизненном цикле растений с одинарным набором ДНК в клетках, развивающаяся из спор и производящая половые клетки (гаметы).

• Расскажи о жизненном цикле мхов. (Если изучал дополнительный материал к § 26.)

Из спор вырастают тончайшие зелёные нити (похожие на водоросли), на которых развиваются почки, а из почек — стебли с листьями. Клетки и нитей, и стеблей содержат по одинарному набору ДНК. Стебли и листья — это гаметофит мха. Гаметофит мха сам обеспечивает себя питательными веществами.

Спорофит вырастает на гаметофите. На спорофите образуются споры. Зрелый спорофит обычно выглядит как бурая, красная или чёрная коробочка на ножке и под колпачком.

На верхушке гаметофита, в окружении листьев, есть площадочка. На площадочке расположены гаметангии - выросты, в которых созревают гаметы. У мхов есть гаметы двух видов. Мелкие, с небольшим запасом питательных веществ, плавающие с помощью жгутика гаметы называют мужскими. А крупные, богатые питательными веществами и неподвижные - женскими.

Когда на верхушку гаметофита попадает вода, мужские гаметы выплывают наружу. Некоторым из них удаётся доплыть до женской гаметы и слиться с ней, образуя зиготу. Зигота делится пополам, образовавшиеся клетки тоже делятся много раз, пока не вырастает коробочка на ножке.

Во всех клетках коробочки до определённого момента содержится двойной набор ДНК (и от мужской, и от женской гаметы). Затем некоторые клетки коробочки претерпевают редукционное деление и превращаются в споры.

РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

• Найди в тексте указания на наличие у изучаемых растений тканей и органов и сделай вывод, относятся ли плауны, хвощи и папоротники к высшим растениям.

Плауны, обитающие в России, живут в лесах. Они выглядят как распластанные или восходящие стебли, густо покрытые листочками.

Листочки хвоща выглядят как трубка вокруг стебля.

Подземный стебель, корни и листья папоротника - части спорофита.

Плауны, хвощи и папоротники - наземные растения, обладающие тканями и органами. У них есть покровная, фотосинтезирующая и проводящая ткани, а из органов - листья, стебли и корни.

ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1. Какие функции выполняет каждый орган плауна?

Плауны имеют корни, стебли и листья.

Корень этого растения выполняет следующие функции:

• Удерживает растение в определённом положении.

• Осуществляет почвенное питание растения (поглощение из почвы воды с растворёнными в ней минеральными веществами).

Стебли выполняют две основные функции:

• Выносят листья к свету (опорная функция).

• Осуществляют транспорт веществ между листьями и корнями.

Листья плауна:

• Фотосинтезируют и т.о. обеспечивают растение углеводами.

• Укрывают спорангии.

2. Как выглядят плауны?

Все плауны — многолетние вечнозеленые травянистые растения. Плауны выглядят как распластанные или восходящие стебли, густо покрытые листочками. Эти листочки — выросты наружных слоёв стебля.

На верхушках стеблей многих видов листочки особой формы образуют подобие шишки. Под защитой этих листочков созревают споры в спорангиях.

3. Как выглядят хвощи?

Хвощи — растения со стеблями в виде ветвящихся и неветвящихся трубок. Лёгкую трубку делают жёсткой многочисленные рёбра, а вкрапления твёрдого минерала делают хвощ несъедобным. Все веточки и стебель хвоща покрыты фотосинтезирующей тканью, и нижние ветви почти не затеняются верхними.

Листочки хвоща выглядят как трубка вокруг стебля.

На верхушках некоторых стеблей находятся гранёные выросты в виде зонтиков. Под ними укрыты спорангии.

У хвощей развиты подземные стебли — корневища.

4. Где вызревают споры у хвощей, плаунов и папоротников?

У плаунов на верхушках стеблей многих видов листочки особой формы образуют подобие шишки. Под защитой этих листочков созревают споры в спорангиях.

На верхушках некоторых стеблей хвощей находятся гранёные выросты в виде зонтиков. Под ними укрыты спорангии. При созревании спор края «зонтиков» расходятся и споры распыляются.

Спорангии одних видов папоротников расположены на краях листа, а других - на нижней поверхности. Снизу спорангии лучше защищены от неблагоприятных условий и не затеняют фотосинтезирующие ткани. Спорангии могут быть защищены загнутым краем листа и специальными выростами в виде округлых чешуй. В сухую погоду стенки зрелых спорангиев резко выворачиваются наизнанку и разбрасывают споры.

5. Рассмотри схемы в приложении на стр. 167—171. Найди схему, посвящённую жизненному пути папоротниковидных. Разберись в условных знаках и объясни смысл схемы.

Из спор вырастают гаметофиты — мелкие фотосинтезирующие пластинки, способные к самостоятельной жизни. На них созревают гаметы, которые сливаются и образуют зиготу. Из неё вырастает новый спорофит.

Подземный стебель, корни и листья папоротника — части спорофита. На листьях собраны спорангии — в них созревают споры.

МОИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Расскажи о гербарном образце папоротника: своими словами опиши внешний вид его листьев, корневища, корней. Найди органы, в которых образуются споры.

Рассмотрим гербарный образец одного из самых распространённых в наших лесах папоротника — папоротника Орляка обыкновенного.

Корневая система мощная, сильно разветвлённая, состоит из чёрных горизонтальных и вертикальных глубоко расположенных подземных корневищ.

Листья дважды-трижды перистые, со своеобразным запахом, плотные и жёсткие, на длинных мясистых черешках, в очертании треугольные. Листочки продолговатые, ланцетовидные, на конце тупые, при основании иногда лопастные или перисто-надрезанные. Нижняя пара перьев у своего основания имеет нектарники, выделяющие сладкую жидкость, привлекающую муравьёв. Край сегментов листьев завёрнут.

Спорангии расположены по прикрывающему их краю листовой пластинки, лежат на сосудистом тяже, соединяющем концы жилок.

Расскажи, чем папоротник похож на мох, а чем отличается от него.

Отличия мхов от папоротников:

1. Мхи не имеют корней. Папоротники имеют множество придаточных корней, отрастающих от корневища (видоизменённого побега).

2. Листья мхов микроскопичны, листья папоротников имеют сложное строение.

3. У мхов гаметофитом является взрослое листостебельное растение, у папоротников — заросток.

4. Тело мхов может быть представлено слоевищем (нет органов).

5. У мхов плохо дифференцированны ткани, у папоротников ткани специализированны.

6. У мхов споры находятся в коробочке на ножке, у папоротников — с обратной стороны листа.

7. Жизненный цикл мхов проходит неразрывно от гаметофита и спорофита. У папоротников половое поколение — это отдельное самостоятельное растение (заросток).

Сходства: это отделы высших споровых растений.

Очень древние растения.

Тяготеют к увлажнённой среде обитания, т.к. для полового размножения необходима вода.

Рассмотри с помощью лупы гербарный образец хвоща. Укажи, где находятся листья, где корневища, где образуются споры.