Особенности строения и жизненный цикл развития высших споровых растений с доминированием в жизненном цикле спорофита

В жизненном цикле Папоротникообразных (Polypodiphyta) доминирует спорофитное поколение (видимое растение папоротника). Типичным представителем является Щитовник мужской (Dryopteris filix-mas (L.) Scholtt.)

Спорофит щитовника мужского имеет сложное строение. Он состоит из укороченного корневища (видоизмененного побега), от которого отходит система придаточных корней и крупные, дважды перисто-рассеченные, зеленые листья. Листья папоротников имеют свою особенность. Они способны длительное время нарастать верхушкой и называются – вайями. Главный черешок листьев густо покрыт бурыми пленками. Вайи развиваются в почках под землей 2 года. Только на 3-й они появляются над поверхностью почвы, а к осени отмирают.

Органы растений имеют довольно сложно устроенные разнообразные ткани. В стебле развит центральный цилиндр. В листьях и стеблях имеются проводящие пучки – состоящие из флоэмы и ксилемы. Проводящими элементами являются ситовидные клетки и трахеиды.

На нижней части листьев папоротника, формируются сорусы. Сорус покрыт пленчатым покрывальцем, прикрепленным к плаценте, где на довольно длинных ножках образуются спорангии. В них из спорогенной ткани путем мейоза идет формирования гаплоидных спор. При вскрытии спорангия споры высыпаются. Основными зачатками, при помощи которых осуществляется увеличение особей и расселение, являются споры. При прорастании спор образуется обоеполое половое поколение – гаметофит в виде заростка. Заросток имеет вид небольшой зеленой пластинки (1,5-5 мм) и состоит из однотипных фотосинтезирующих клеток. Он прикрепляется к почве с помощью ризоидов. На нижней стороне пластинки идет формирование половых органов: антеридиев, в которых формируются сперматозоиды и архегониев, в которых созревают яйцеклетки. При наличии влаги происходит оплодотворение. Из развивающейся зиготы в дальнейшем развивается спорофит.

Последовательность выполнения задания

1. Используя гербарий щитовника мужского, таблицу: «Строение спорофита и жизненный цикл развития щитовника мужского» изучите строения спорофита папоротников.

2. Зарисуйте спорофит щитовника мужского и обозначьте: 1. Корневище с придаточными корнями; 2. Не развернувшиеся листья; 3. Листовые пластинки; 4. Листовые черешки.

3. На нижней части листовой пластинки найдите сорусы (желтовато-бурые бугорки). Зарисуйте нижнюю часть листовой пластинки щитовника с сорусами.

4. Изучите микропрепарат «Строение соруса» и зарисуйте его. Найдите и обозначьте: 1. Покрывалье (индузий); 2. Плаценту; 3. Спорангии; 4. Споры.

5. Используя таблицу «Строение и жизненный цикл развития щитовника мужского», рассмотрите и зарисуйте мужской гаметофит щитовника мужского – заросток. Обозначьте на рисунке: 1. Архегонии; 2. Антеридии; 3. Ризоиды.

6. Используя таблицу «Строение и жизненный цикл развития щитовника мужского», гербарий щитовника мужского изучите смену ядерных фаз и чередование поколений в жизненном цикле развития папоротникообразных. Схему запишите в тетради.

7. Схему жизненного цикла развития папоротникообразных (рис.58) зарисуйте в альбом

.

Рис. 58. Жизненный цикл папоротника.

Отдел Плаунообразные (Lycopodiophyta)

Плауновидные представляют собой самую древнюю группу из числа ныне живущих высших растений. В настоящее время они насчитывают около 1000 видов, относящихся к четырем родам, трем порядкам и двум классам. Современные плауновидные – это многолетние травянистые растения с простыми листьями и дихотомическим ветвлением. В жизненном цикле плауновидных преобладает спорофит (бесполое поколение).

Стебель хорошо развит и имеет спиральное, супротивное или мутовчатое листорасположение. На подземных корневищах обычно образуются придаточные корни. Верхушечная меристема со временем теряет свою активность, поэтому плауновидные ограничены в росте. Спорофиллы по форме, размерам и цвету похожи на обычные вегетативные листья. Чередуясь с ассимиляционными листьями, они образуют на стебле спороносные зоны или собраны в расположенные на верхушках ветвей стробилы, нередко называемые спороносными колосками. Плауновидные включают в себя как равноспоровые, так и разноспоровые растения.

В современном растительном покрове плауновидные заметной роли не играют. Некоторые плауны ядовиты, и животными обычно не поедаются. Споры этих растений, богатые жирными маслами, используются в пиротехнике, в медицине (в качестве кожных присыпок) и технике (для обсыпки форм под фигурное литье

Классификация плауновидных испытывает сложности из за наличия переходных форм, особенно среди вымерших видов. Внутри отдела выделяются два класса – плауновидные (Lycopodiopsida) равноспоровые и полушниковые (Isoetopsida), в основном разноспоровые.

1. Составьте систематику изучаемых объектов на латинском зыке:

Отдел Плауновидные

Класс Плауновидные Полушниковые (Шильниковые)

Порядок: Плауновые Селагинелловые

Семейство: Плауновые Селагинелловые

Род: Плаун Селагинелла

Вид: П.булавовидный Селагинелла селаговидная

2. Используя гербарный материал, рассмотрите и зарисуйте внешнее строение спорофита Плауна. Найдите ортотропные и плагиотропные побеги, филлоиды, корни, спороносные колоски (стробилы). Рассмотрите на постоянном микропрепарате продольный разрез спороносного колоска, найдите ось, спорофиллоид, спорангий на ножке. Зарисуйте, обозначьте все указанные структуры на рисунке.

3. Используя гербарный материал, рассмотрите и зарисуйте внешнее строение спорофита Селагинеллы. Найдите побеги, филлоиды (обратите внимание на такое явление, как анизофиллия), ризофоры (корненосцы), корни, спороносные колоски (стробилы). Продольный разрез спороносного колоска рассмотрите на постоянном микропрепарате, найдите ось колоска, лигулу (язычок), микро- и мегаспорофиллоиды, микро- и мегаспорангии, зарисуйте. Обозначьте все указанные структуры на рисунках.

4. Используя таблицы, рисунки учебника и практикума познакомьтесь со строением гаметофитов Плауна и Селагинеллы, зарисуйте их с обозначением всех структурных элементов.

5. Зарисуйте в альбоме циклы индивидуального развития Плауна (рис. 62) и Селагинеллы (рис.59).

Рис.59. Жизненный цикл хвоща.

Рис.60. Жизненный цикл селагинеллы.

Отдел Хвощевидные (Членистые) – Equisetophyta (Sphenophyta)