Задания – тренажер по теме «Мхи»
Подготовка к егэ.
1. Мхи не заняли господствующего положения на Земле, так как
1. они медленно растут
2. у них ограниченный ареал
3. у них отсутствует механическая ткань
4. у них в онтогенезе преобладает гаметофит
2. Какое растение относят ко мхам
1. плаун булавовидный
2. ламинарию
3. «исландский мох»
4. кукушкин лён
3. Мхи:
1. имеют мочковатую корневую систему
2. имеют стержневую корневую систему
3. не имеют корня
4. лишены корневого чехлика
4. Высшие растения, в отличии от низших:
1. имеют семена, покрытые плодом, который образуется из завязи цветка
2. имеют тело, разделённое на органы
3. способны к фотосинтезу
4. имеют специализированные генеративные органы – цветки
5. Впервые в процессе эволюции проводящие ткани появились у:
1. водорослей
2. папоротников
3. псилофитов
6. Спорами размножается:
1. кипарис
3. ромашка
4. Сфагнум
7. Мхи относятся к высшим растениям, потому что:
1. они размножаются спорами
2. у них есть хлорофилл
3. их тело состоит из ризоидов, стебля и листьев
4. они хорошо приспособлены к жизни на суше
8. После оплодотворения у кукушкиного льна развиваются
2. коробочки со спорами
3. зелёные нити
4. листостебельные растения
9. Из споры мха вырастает:
1. коробочка со спорами
2. зелёное растение с листьями и стеблем
3. предросток (зелёная нить)
4. Заросток
10. Выберите три правильных ответа из шести.
Какие из перечисленных особенностей строения и жизнедеятельности характерны для мхов:
А) корни отсутствуют
Б) имеется хорошо развитая корневая система
В) размножаются семенами
Г) размножаются спорами
Д) цветки мелкие, невзрачные
Е) для размножения нужна вода
11. Установите последовательность этапов в цикле развития мхов, начиная с прорастания споры.
А) образование предростка
Б) оплодотворение при наличии воды
В) прорастание споры
Г) развитие на предростке женских и мужских растений мха
Д) созревание на мужских растениях сперматозоидов, на женских – яйцеклеток
Е) развитие из зиготы на женском растении коробочки со спорами
12. У каких групп растений в процессе их эволюции впервые появился побег? А) водорослей Б) моховидных В) хвощевидных Г) голосеменных
13. Половое поколение преобладает в цикле развития А) папоротникообразных Б) цветковых В) голосеменных Г) мохообразных
14. Что из перечисленного является спорофитом у кукушкина льна? А) коробочка на ножке Б) зеленое листостебельное растение В) зеленая нить – предросток Г) отдельная спора
15. Мхи, в отличие от папоротников, участвуют в А) образовании торфа Б) отложении каменного угля В) обогащении атмосферы кислородом Г) создании органических веществ из неорганических
16. К какой группе организмов относят зеленые растения, не имеющие корней, размножающиеся спорами, в жизненном цикле которых преобладает половое поколение? А) мохообразные Б) папоротникообразные В) голосеменные Г) плауновидные
17. Почему мхи представляют тупиковую ветвь в эволюции растений? А) они не освоили наземно-воздушную среду обитания Б) они произошли от водорослей В) они не имеют корней и размножаются спорами Г) они не дали начало более высокоорганизованным растениям
18. Наиболее простое строение среди высших растений имеют мхи, так как А) у них нет корней Б) стебель у них неветвящийся, с узкими листьями В) они образуют органические вещества из неорганических Г) у них есть воздухоносные клетки
19. Из высших растений корней нет у А) Цветковых Б) Хвойных В) Мхов Г) Папоротников
20. Из спор зелёного мха кукушкина льна развивается(-ются) А) заросток в виде зелёной пластины Б) предросток в виде зелёных нитей В) растения с листьями Г) семена будущего растения
21. По какому признаку такие разные по строению организмы, как мох сфагнум и берёза, относят
к царству Растения?
1) они имеют клеточное строение
2) их клетки содержат наружную мембрану, ядро и цитоплазму
3) в процессе дыхания они поглощают кислород и выделяют углекислый газ
4) их клетки содержат хлоропласты, в которых происходит фотосинтез
22. По каким признакам моховидных отличают от других растений? А) в процессе их развития происходит чередование поколений Б) размножаются спорами В) имеют листья, стебель и ризоиды Г) способны к фотосинтезу
23. У зелёных мхов, в отличие от водорослей, А) клетки имеют большое и малое ядра Б) оплодотворение происходит при наличии воды В) слоевище разделено на ткани и органы Г) осуществляется половое и бесполое размножение
24. Какие приспособления к поглощению большого количества воды появились в процессе эволюции у мхов? А) ризоиды – выросты на стебле Б) крупные мёртвые клетки В) коробочки со спорами Г) клетки тонкой покровной ткани
25. Какие растения относятся к отделу Мохообразные? А) обитающие на суше и размножающиеся семенами Б) листостебельные, не имеющие корней, размножающиеся спорами В) все растения влажных мест обитания Г) все травянистые растения
26. Приспособленность мха сфагнума к жизни в условиях избыточного увлажнения проявляется в наличии А) корневища с придаточными корнями Б) клеток с хлоропластами В) мертвых клеток Г) ризоидов
27. Какой признак характерен для мхов? А) придаточные корни развиваются от стебля Б) споры образуются в коробочке В) у них отсутствует побег Г) опыление предшествует оплодотворению
28. Стебель с листьями в процессе эволюции впервые появился у А) водорослей Б) моховидных В) хвощевидных Г) папоротниковидных
29. Скопление какой группы растений способствует заболачиванию почвы? А) плауновидных Б) хвощевидных В) моховидных Г) папортниковидных
30. Половое и бесполое поколения (гаметофит и спорофит) развиваются на одном растении у
1) моховидных
2) хвощевидных
3) плауновидных
4) папоротниковидных
31. Какие из перечисленных растений были предками высших растений?
1) цианобактерии
2) бурые водоросли
3) красные водоросли
4) зелёные водоросли
32. У каких растений в процессе эволюции впервые появились зачатки проводящей ткани и эпидермиса?
2) плаунов
3) риниофитов
4) Папоротников
33. По какому признаку мхи относят к царству растений?
1) В процессе дыхания мхи расходуют органические вещества.
3) Клетки мхов имеют ядро, цитоплазму, наружную клеточную мембрану.
4) Мхи имеют клеточное строение и образованы различными тканями.
34. Мхи обитают только в сырых местах, так как они
1) низкорослые растения
2) имеют плохо развитые проводящие ткани
3) хорошо выносят тень
4) имеют фотосинтезирующие ткани
35. Какой буквой обозначено бесполое поколение мха кукушкин лён?
36. Представители какого отдела царства Растения изображены на рисунке?
37. Установите соответствие между стадией развития мха кукушкин лён и её плоидностью: 1) Гаплоидная , 2) Диплоидная. А) Спора Б) Протонема (зелёная нить) В) Листостебельное растение Г) Коробочка Д) Гаметы Е) Зигота
38. Установите правильную последовательность в смене стадий в цикле развития мха, начиная с образования спор. 1) образование спорофита 2) образование зеленой нити (протонемы) 3) формирование взрослого гаметофита 4) образование спор 5) оплодотворение
39. Установите соответствие между характеристикой и группой растений:
1) зеленые водоросли, 2) моховидные А) не имеют тканей Б) не имеют органов В) имеют коробочки со спорами Г) у некоторых представителей имеются водоносные клетки Д) спорофит развивается на гаметофите Е) содержат одноклеточные и многоклеточные организмы
40. Выберите три варианта. Мхи, как и покрытосеменные растения 1) имеют клеточное строение 2) содержат в зародыше две семядоли 3) образуют плоды и семена 4) содержат в клетках хлорофилл 5) способны к фотосинтезу 6) имеют мелкие невзрачные цветки
41. Установите соответствие между признаком растения и группой, для которой этот признак характерен.
ПРИЗНАК ГРУППА РАСТЕНИЙ
1) Низшие 2) высшие
А) тело представляет собой таллом, или слоевище
Б) имеют вегетативные и генеративные органы
В) имеют светочувствительный глазок
Г) имеют разнообразные ткани
Д) живут главным образом в водной среде
Е) включают одноклеточные организмы
42. Мхи, в отличие от покрытосеменных растений,
1) являются фототрофами
2) не имеют тканей
3) не имеют цветка
4) размножаются спорами
5) имеют ризоиды
6) образуют половые клетки
43. Установите соответствие между признаками и группами растений, для которых они характерны:
ПРИЗНАКИ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
1) Зелёные водоросли 2) Листостебельные мхи
А) Из зиготы вырастает спорофит.
Б) Отсутствуют ткани и органы.
В) На гаметофите развивается коробочка на ножке.
Г) Органы размножения развиваются на верхушках побегов.
Д) Имеются одноклеточные и многоклеточные формы.
Е) У большинства видов тело представлено слоевищем.
Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев мха кукушкина льна и его спор? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
Споры кукушкина льна образуются на спорофите путем мейоза, у них гаплоидный набор хромосом. Из споры путем митоза развивается гаметофит мха – растение со стеблем и листьями. Все клетки гаметофита гаплоидные.
Какие признаки характерны для моховидных растений?
1) Нет корней, вместо них – ризоиды. 2) Плохо развиты ткани, особенно механические и проводящие, из-за этого все мхи являются небольшими травами. 3) В жизненном цикле преобладает гаметофит, а спорофит небольшой (коробочка на ножке).
Какова роль мхов в природе?
1) Звено в цепи питания. 2) Одними из первых начинают расти на голых скалах, участвуют в образовании почвы. 3) Сфагновые мхи могут привести к заболачиванию.
Какие особенности псилофитов позволили им первыми освоить сушу? Ответ обоснуйте.
1) Наличие покровной ткани для защиты от высыхания. 2) Наличие ризоидов для поглощения воды из почвы. 3) Наличие примитивной проводящей системы. 4) Наличие механической ткани
По каким признакам высшие семенные растения отличаются от низших растений? Приведите не менее трех признаков.
Низшие растения – это водоросли, высшие семенные растения – это голосеменные и покрытосеменные (цветковые). 1) У низших растений нет тканей (механических, проводящих и т.п.) 2) У низших растений нет органов (листьев, корней и т.п.) 3) Низшие растения размножаются спорами, а семенные – семенами. 4) У водорослей сперматозоиды плавают в воде, а у семенных мужские половые клетки (спермии) не плавающие, достигают яйцеклетки в процессе опыления.
Назовите не менее 3-х особенностей наземных растений, которые позволили им первыми освоить сушу. Ответ обоснуйте.
Первыми из растений сушу освоили мхи. У мхов, по сравнению с водорослями, 1) появились ткани – покровные, проводящие, механические и т.п.; 2) появились органы – листья, стебель, ризоиды; 3) споры распространяются по воздуху.
Какие приспособления сформировались у растений в процессе эволюции в связи с широким распространением на суше? Приведите не менее трёх примеров.
1) Возникли ткани – покровные, проводящие, механические и т.п.
2) Возникли органы – корень, стебель, листья.
3) Процесс размножения стал независим от воды, спермии достигают яйцеклетки в процессе опыления.
Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.
Гаметы кукушкина льна образуются на гаплоидном гаметофите путем митоза. Набор хромосом у гамет одинарный.
Споры кукушкина льна образуются на диплоидном спорофите путем мейоза. Набор хромосом у спор одинарный.
Какая наука изучает многообразие организмов и объединяет их в группы на основе родства: 1) морфология; систематика; 3) экология; 4) ботаника. Способностьрастений скрещиваться и давать плодовитое потомство – это основной признак: 1) рода; 2) отдела; 3) класса; 4) вида. Если на гаметофите развиваются только архегонии, то он называется: 1) обоеполым; 2) мужским; 3) женским; 4) спорофитом. Что представляет взрослое растение у голосеменных: 1) спорофит; 2) гаметофит; 3) слоевище; 4) архегоний. Назовите структурные компоненты клеток зелёных водорослей, в которых происходит фотосинтез: 1) вакуоли; 2) хлоропласты; 3) хромотафоры; ; 4) ядра. Назовите зелёную водоросль, у которой имеется красный «глазок» для восприятия света: 1) хлорелла; 2) хламидомонада; 3) спирогира; 4) улотрикс. Что можно сказать о наличии жгутиков у хламидомонады: 1) отсутствуют; 2) есть 2 жгутика; 3) есть 4 жгутика; 4) имеются реснички. Как называется тело ламинарии: 1) корпус; 2) хроматофор; 3) слоевище; 4)эндосперм. Назовите способ размножения хламидомоныды, при котором образуются зигота: 1) бесполое; 2) половое. Что из перечисленного характерно для кукушкина льна: 1) имеет корни; 2) многолетнее растение; 3) однодомное растение; 4) относится к покрытосеменным. Назовите особенность, характерную для сфагнума: 1) каждый лист состоит из клеток двух разных типов – зелёных живых и бесцветных мертвых; 2) хорошо развиты ризоиды; 3) крупные широкие листья; 4) споры не образуются. Что образуется из проросшей споры у кукушкина льна: 1) зигота; 2) зародыш; 3) протонема; 4) зрелое растение. Какие растения относят к семенным: 1) моховидные; 2) плауновидные; 3) хвощевидные; 4) папоротниковидные; 5)хвойные. Назовите стадию развития папоротника, из которой формируется заросток: 1) спора; 2) зигота; 3) зародыш; 4) яйцеклетка. Назовите растение, у которого развиваются весенние спороносные и летние фотосинтезирующие побеги: 1) папоротник щитовник мужской; 2) плаун булавовидный; 3) хвощ полевой; 4) кукушкин лён. Как называют орган, в котором у папоротника развиваются сперматозоиды: 1) архегоний; 2) антеридий; 3) спорангий; 4) семенник. Где у хвоща полевого в основном происходит фотосинтез: 1) в стеблях; 2) в листьях; 3) в корневище; 4) в спороносных колосках. Назовите особенность расположения хвоинок сосны обыкновенной: 1) отходят непосредственно от молодых ветвей; 2) отходят от мелких чешуйчатых бурых листочков; 3) отходят от укороченных побегов; 4) отходят крупным пучком. Где у сосны образуются яйцеклетки и питательная ткань – эндосперм: 1) на чешуйках мужских шишек; 2) в спорангиях; 3) в семязачатках; 4) на заростке. Сколько лет живут хвоинки лиственницы: 1) менее 1 года; 2) 2-3 года; 3) 4-5 лет; 4) 5-7 лет. Назовите значение хвоинок сосны: 1) увеличивают фотосинтезирующую поверхность; 2) защищают от поедания животными; 3) позволяют экономить воду и легко переносить засуху; 4) не затеняют ближайшие хвоинки. Назовите структуру у сосны обыкновенной, оболочка которой формирует два пузырька, наполненные воздухом: 1) семязачаток; 2) пылинка; 3) чешуя женских шишек; 4) семя.
Что из перечисленного ниже для хвойных не характерно: 1) образование семян; 2) образование смолы; 3) образование мужских и женских шишек; 4) настоящие сосуды, обеспечивающие быстрое перемещение воды.
Вопрос 1. Что такое ризоиды?
Ризоиды - нитевидные образования из одной или нескольких однорядных клеток; служат для прикрепления к субстрату и поглощения из него воды и питательных веществ. Имеются у мхов, лишайников, некоторых водорослей и грибов.
Вопрос 2. Почему водоросли относят к низшим растениям?
Водоросли относятся к низшим растениям, т.к они не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев.
Вопрос 3. Что такое спора?
Споры – микроскопические зачатки низших и высших растений, имеющие разное происхождение и служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях. В биологии понятие «спора» подразделяется на:
* споры бактерий, служащие для пережидания неблагоприятных условий;
* споры растений, споровиков и грибов, служащие для размножения.
Лабораторная работа № 10. Строение мха.
1. Рассмотрите растение мха. Определите особенности его внешнего строения, найдите стебель и листья.
Стебель прямостоячий не разветвленный. Длина стебля составляет 12см, но может достигать 30-40 см. Стебли густо покрыты листьями. На верхушке есть коробочка со спорами. В низу стебля есть выросты – ризоиды.
2. Определите форму, расположение, размер и окраску листьев. Рассмотрите лист под микроскопом и зарисуйте его.
Листья ввогнутые тёмно-зелёные, имеют обхватываюий стебель черешок. Каждый лист на верхней своей поверхности имеет ассимиляционные пластиночки и крупную основную жилку. Лист похож на толстоватую иголочку и на миниатюрные растения льна. Нижние листья на стебле развиваются в форме чешуек.
3. Определите, ветвистый или неветвистый стебель у растения.
У мха неветвистый стебель.
На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды.
У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) - яйцеклеткой.
На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.
5. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?
Растение образует многочисленные споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха. Из каждой споры при благоприятных условиях развивается побег с небольшой продолжительностью жизни, который выглядит как коробочка (спорангий) на ножке.
6. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?
Различия: у водорослей нет корней, их тело представлено слоевищем. У мхов появляются ризоиды. Водоросли живут только в водной среде, мхи живут только во влажной среде. У мхов есть стебли и листья, но их нет у водорослей.
Сходства: в клетках есть пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), поэтому могут осуществлять фотосинтез. Неограниченно растут в течении всей жизни. Неподвижны.
7. Запишите свои ответы на Вопросы.
Вывод: мхи по сравнению с водорослями более развиты. Они уже могут находиться не в воде, а во влажной среде. Уже появляются стебли и листья.
Вопрос 1. Почему мхи называют высшими споровыми растениями?
Так как тело мхов расчленено на стебель и листья, а размножаются они спорами, то их относят к высшим споровым растениям.
Вопрос 2. Каково строение кукушкина льна?
Его стройные коричневатые стебельки покрыты маленькими тёмно-зелёными листиками и похожи на миниатюрные растения льна.
У кукушкина льна есть мужские и женские растения. На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды (от греческих слов «сперма» - семя, «зоон» - живое существо и «эйдос» - вид). У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) - яйцеклеткой.
На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. Отсюда и название мха - кукушкин лён. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.
Вопрос 3. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?
Кукушкин лен – зеленый мох, сфагнум - светло-зеленый мох, торфяной. У кукушкина льна есть ризоиды, у сфагнума-нет. У кукушкина льна стебель не ветвится, а у сфагнума - есть ветви трех видов, в листьях у кукушкина льна нет мертвых клеток, а у сфагнума их большое количество, это воздухоносные клетки, способные к поглощению влаги. Коробочки со спорами у кукушкина льна имеют волосистый колпачок и вытянутую форму, у сфагнума они без колпачка и округлые. У кукушкина льна растения мужские и женские, а у сфагнума – обоеполые. Коробочки со спорами у кукушкина льна располагаются на верхушках женских растений по одной, а у сфагнума по 3-5.
Вопрос 4. Чем мох отличается от водоросли?
Мхи более сложно организованы, чем водоросли. Среди водорослей есть большая группа одноклеточных, все мхи – многоклеточные организмы. Большинство водорослей живет в водной среде, большинство мхов – на суше, но с высоким процентом влажности. Тело мха дифференцированно на органы, лишь у самых развитых водорослей можно наблюдать что-то похожее на ткани. У мхов есть внешние отличия между мужскими, женскими особями, между половым и бесполым поколением. У водорослей все особи одного вида одинаковы. Мхи не могут размножаться вегетативно, а водоросли могут. Мхи имеют стебли и листья, как все высшие растения, а у водорослей таллом.
Вопрос 5. Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?
Мхи, поселяясь на лугах, в лесах, сплошным ковром покрывают почву, затрудняя поступление воздуха. Это ведёт к закисанию и заболачиванию почв.
Листостебельные, особенно сфагновые, мхи сплошным ковром покрывают болота и, отмирая, образуют торф, который широко используется человеком. Торф применяется как топливо, удобрение и как сырьё для промышленности. Из торфа получают древесный спирт, карболовую кислоту, пластмассы, изоляционные ленты, смолу и многие другие ценные материалы. Некоторые животные питаются мхом.
Подумайте
Почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?
Мхи не бывают высокими потому что в местах, где они произрастают очень "бедная" почва. Морозы и сильный ветер - довольно неблагоприятные условия для существования. У мхов нету проводящей системы и, как следствие, ограниченный рост в высоту.
Задания для любознательных
1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.
В клетках листа присутствуют два вида клеток. Узкие зеленые клетки, в которых происходит фотосинтез (есть хлорофилл), соединены концами и образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки (в них вода).
2. Поместите в банку с влажной почвой немного риччии. Банку накройте стеклом и поставьте в тёплое светлое место. Следите, чтобы почва была постоянно влажной. Наблюдайте, что будет происходить с риччией.
Риччия начнет развиваться, т.к. условия благоприятные (от влажного и теплого воздуха, света). У плавающей риччии ризоидов нет, но на сырой почве она может их образовать.
Если растить риччию в воде, то если температура ниже, чем 20°С, рост риччии замедляется, но внешний вид остается привлекательным. Также надо знать, что оптимальной для этого растения считается мягкая вода, жесткость которой не должна превышать 15 единиц, но если этот показатель выше 8, это уже негативным образом сказывается на росте. Допустимый уровень pH – 4-8.
Издали мхи напоминают ковёр или мех зеленоватого, красного или бурого цвета. Вблизи можно увидеть, что ворсинки ковра — это стебельки с листочками. Листочки мхов состоят обычно из одного слоя клеток. Стебли мхов выносят листья к свету. У многих мхов на стеблях есть тонкие выросты — ризоиды, которыми они цепляются за грунт.
Зелёный мох кукушкин лён — небольшое растение, обычно не более 20 см. У кукушкина льна стебли буровато-зелёные, неветвящиеся, густо покрыты узкими листьями.
Мхи растут густыми дернинками. Дождевая вода помогает попасть сперматозоидам на верхушки женских растений. Проникают к яйцеклеткам, происходит оплодотворение, и образуется зигота. На следующий год из зиготы развивается коробочка со спорами. Спора попадает на влажную почву и прорастает, образуя тонкую зелёную нить. Нить ветвится; на ней появляются почки, из которых вырастают побеги мха.
Что делаем. Рассмотрите растение зелёный мох кукушкин лён.
Найдите: стебель и листья, ризоиды, (тонкие бурые выросты), ножку и коробочку (на верхушке стебля).
Рассмотреть лист под микроскопом и зарисовать в тетради.
Определить форму стебля (ветвистая, неветвистая).
Определить мужское это, или женское растение.
Под лупой рассмотреть продольный разрез коробочки с крышечкой и внутри найти споры. Рассмотреть споры под лупой.
Моховидные (Bryophta) — не самая древняя, но самая примитивная группа современных наземных растений, сохранившая много черт сходства с водорослями. Они появились в девоне, около 370-400 млн лет т.н. Единого мнения о происхождении моховидных нет. Существует несколько гипотез их происхождения. Некоторые ученые полагают, что моховидные — это редуцированные сосудистые растения; другие считают, что и моховидные, и сосудистые растения произошли от единого наземного предка; наконец, наиболее распространенной и общепринятой является гипотеза, согласно которой моховидные и сосудистые растения произошли независимо друг от друга от различных видов зеленых водорослей.
Таким образом, по мнению большинства ученых, моховидные и сосудистые растения представляют собой две различные эволюционные линии развития высших растений и имеют отдаленного общего предка среди зеленых водорослей.
Родство зеленых водорослей и наземных растений (как моховидных, так и сосудистых) подтверждается в первую очередь одинаковым набором фотосинтетических пигментов: основным фотосинтетическим пигментом у них служит хлорофилл а , вспомогательными пигментами — хлорофилл в и каротиноиды (включая ксантофиллы), а также наличием целлюлозы в клеточной стенке и накоплением питательных веществ в пластидах, а не непосредственно в цитоплазме, что характерно для других отделов водорослей.
Особенности строения и развития моховидных
Необходимый элемент строения каждого наземного растения покровные ткани, защищающие растение от высыхания. Они сеть у всех наземных растений, однако у моховидных покровные ткани развиты хуже, чем у сосудистых растений. Часто они менее специализированы и содержат хлоропласты, т.е. выполняют не только защитную, но и фотосинтетическую функцию. У многих моховидных, в частности у торфяною мха сфагнума, листья состоят только из одного слоя клеток и, естественно, дифференцированной покровной ткани не имеют.
У большинства моховидных покровные ткани не имеют воскового налета — кутикулы, препятствующего испарению воды, и вследствие этого плохо защищают растение от высыхания.
Наличие покровных тканей предполагает и наличие устьиц отверстий для осуществления газообмена. Однако у большинства моховидных устьица устроены и функционируют иначе, чем у сосудистых растений. Они не могут тонко регулировать газообмен, постоянно открываясь и закрываясь. Устьица моховидных постоянно открыты и закрываются только тогда, когда растение высыхает.
У моховидных , так же как у водорослей, нет корней. Их заменяют выросты покровной ткани — ризоиды. Ризоиды мхов, так же как ризоиды водорослей, удерживают растение в грунте, но воду всасывают плохо. Поэтому моховидные , так же как и водоросли, поглощают воду всей поверхностью тела (в первую очередь листьями ).
У моховидных отсутствуют или плохо развиты проводящие ткани.
У большинства моховидных проводящих тканей нет. У некоторых они представлены только тяжем гидроидов — мертвых клеток, напоминающих сосуды ксилемы, и только у самых сложно устроенных моховидных (зеленые мхи, или брииды) внутри «стебля» фотосинтезирующего поколения гаметофита проходит тяж гидроидов, окруженный клетками лептоидов, по строению и функциям напоминающих ксилему и флоэму сосудистых растений.
У большинства моховидных отсутствуют специализированные механические ткани , а гидроиды, напоминающие сосуды ксилемы, нс имеют специальных утолщений, которые помогают выполнять опорную функцию клеткам ксилемы сосудистых растений.
Вследствие того что у моховидных плохо развиты проводящая и механическая ткани, они никогда не вырастают высокими — у большинства из них высота не превышает 20 см.
Но самой удивительной особенностью представителей этого отдела, резко отличающей их от всех остальных наземных растений, является то, что в их жизненном цикле доминирует не диплоидное поколение — спорофит (2n ), а гаплоидное поколение — гаметофит (n).
Именно гаплоидный гаметофит осуществляет у моховидных основную функцию растения — фотосинтез.
У большинства моховидных гаметофит имеет форму стебля с листьями, однако названия «стебель» и «лист» в данном случае условны, поскольку эти органы у моховидных и сосудистых растений не гомологичны, а лишь аналогичны. Если у сосудистых растений стебель и лист — это элементы диплоидного поколения — спорофита, то у моховидных они — элементы гаплоидного поколения — гаметофита.
Особенности размножения и развития моховидных особенно хорошо видны в жизненном цикле печеночного мха — маршанции многообразной (Marchantia polymorpha).
Жизненный цикл маршанции
В лесу, на влажной почве, можно встретить растения, которые выглядят необычно и загадочно, как инопланетяне. Это растения печеночного мха — маршанции . (Marchantia polymorpha)
В отличие от зеленых мхов, гаметофит маршанции — не стебель с листьями, а простая, дихотомически ветвящаяся зеленая пластинка, похожая на извлеченную из воды пластинчатую водоросль. Такое просто устроенное тело у моховидных, так же как и у водорослей, называется слоевищем, или талломом.
Рассмотрим цикл развития маршанции, начиная с прорастания спор (рис. 1).
У маршанции (так же как у всех водорослей и наземных растений) споры гаплоидны (n ), т.е. несут одинарный набор хромосом. Споры у маршанции разные: одни из них мужские (микроспоры ), а другие — женские (мегаспоры). Из спор вырастают соответственно мужской и женский гаметофиты. Гаметофиты, сформировавшиеся путем деления исходных гаплоидных спор (n ), тоже гаплоидны (n ). Мужской и женский гаметофиты различаются но форме подставок: подставка женского гаметофита напоминает но форме цветок ромашки, а мужского — диск со слегка волнистыми краями. На женском гаметофите формируются женские половые органы — архегонии , в которых образуются женские гаметы — яйцеклетки. На мужском гаметофите формируются мужские половые органы — антеридии , в них образуются подвижные мужские гаметы — сперматозоиды. Как женская, так и мужская гаметы возникают в процессе митоза из гаплоидных тканей гаметофитов (n )и поэтому тоже гаплоидны (n ).
Половые органы всех наземных растений многоклеточные. Многоклеточные антеридии маршанции, напоминающие длинные овальные мешки, отделяют друг от друга стерильные нити — парафизы (рис. 1).
В многоклеточных архегониях различают ножку, брюшко и шейку. Незрелую яйцеклетку защищают шейковые канальцевые клетки, разрушающиеся при созревании яйцеклетки, освобождая проход, по которому к яйцеклетке подплывают двужгутиковые сперматозоиды.
С мужского растения на женское сперматозоиды переносятся с каплями дождя или росы, после чего плывут по поверхностной пленке воды, пока нс достигнут архегония с яйцеклеткой.
Рис. 1. Жизненный цикл маршанции многообразной (Marchantia polymorpha): а) жизненный цикл; б) схема перегруппировки хромосом
Диплоидные клетки (2n ) спорогенной ткани коробочки спорофита делятся путем мейоза, образуя гаплоидные споры (n ).
По окончании созревания спор коробочка раскрывается четырьмя створками и споры высыпаются на землю. Рассеиванию спор помогают специальные упругие нити — элатеры. В сухую погоду элатеры скручены, а во влажную — распрямляются, разрыхляя массу спор.
Таким образом, для всех моховидных характерно:
- Чередование диплоидного поколения — спорофита (2n ) и гаплоидного поколения — гаметофита (n ).
- В жизненном цикле моховидных доминирует гаплоидное поколение — гаметофит (n ); именно он осуществляет основную функцию растения — фотосинтез.
- Спорофит мхов не способен питаться самостоятельно и паратизирует на гаметофите (исключением являются антоцеротовые).
- Для размножения моховидным нужна капельно-жидкая влага, поскольку мужские гаметы моховидных — сперматозоиды передвигаются в воде.
Жизненный цикл зеленого мха кукушкин лен
Жизненный цикл кукушкина льна (Polytrichum commune) очень похож на жизненный цикл маршанции, однако спорофит кукушкина льна крупнее и представляет собой коробочку на ножке.
В период созревания спор коробочка прикрыта колпачком — калиптрой. Сама коробочка устроена довольно сложно (рис. 2). В центре нее проходит вертикальная ось — колонка. Вокруг колонки на специальных нитях подвешен цилиндрический спорангий. По окончании созревания спор крышечка коробочки — оперкулум откидывается. Под крышечкой находятся пленка — эпифрагма.
Зубцы по краю коробочки (их называют перистомом ) в сухую погоду отгибаются, открывая отверстия в эпифрагме, через которые высыпаются споры. Во влажную погоду зубцы перистома закрывают отверстия эпифрагмы. Наиболее существенной особенностью развития листостебельных мхов (к которым принадлежит и кукушкин лен), отличающей их от большинства печеночников, является то, что у них из споры вырастает не гаметофит, а многоклеточная зеленая нить, напоминающая зеленую нитчатую водоросль, — протонема. На протонеме формируются многоклеточные почки и уже из почки вырастает соответствующий гаметофит (рис. 3). У сфагновых и андреевых мхов, в отличие от зеленых, протонема не нитчатая, а пластинчатая.
Интересно, что у некоторых видов зеленых мхов протонема может стать основной жизненной формой.
Рис. 2. Кукушкин лен (Polytrichum commune): а) мужской гаметофит; б) верхушка мужского гаметофита (продольный разрез); в) женский гаметофит; г) верхушка женского гаметофита (продольный разрез); д) стебель (поперечный разрез); е) филлоид (лист) — общий вид и поперечный разрез; ж) спорофит, развившийся на женском гаметофите; з) коробочка спорофита (вверху с колпачком и без колпачка, внизу — продольный разрез); 1 — антеридий; 2 — парафиза; 3 — архегоний; 4 — эпидерма; 5 — «кора»; 6 — клетки, выполняющие функцию флоэмы; 7 — клетки, выполняющие функцию ксилемы; 8 — паренхимные клетки; 9 — механические клетки; 10 — ассимиляторы; 11 — ризоиды; 12 колпачок; 13 — крышечка; 14 — эпифрагма; 15 — стенка урночки; 16 — колонка; 17 — спорангий; 18 — апофиза; 19 — ножка
Рис. 3. Жизненный цикл зеленого мха кукушкин лен (Polytrichum commune): а) жизненный цикл; в) схема перегруппировки хромосом
Вегетативное размножение мхов
Помимо полового размножения мхи могут размножаться и вегетативно — кусочками слоевища (таллома) или стебля с листьями. Особенно широко распространено и разнообразно но форме вегетативное размножение у печеночников. Они образуют множество органов вегетативного размножения: выводковые тельца, выводковые почки (рис. 4), придаточные побеги, ломкие листья, клубеньки и т.п.
Рис. 4. Фрагмент гаметофита маршанции: 1 — выводковая корзиночка; 2 — внутри корзиночки — выводковые почки
Широко распространено вегетативное размножение и у листостебельных мхов. Это размножение частями гаметофита: разрастание моховой дернины, размножение ломкими стеблями, укороченными выводковыми ветвями, выводковыми почками, ломкими листьями, первичной протонемой. Кроме того, листостебельные мхи могут производить и специальные выводковые тельца, развивающиеся на различных частях растения, чаще всего на стеблях.
Важнейшие особенности моховидных
У моховидных отсутствуют или плохо развиты многие органы и ткани, возникающие у растений в связи с приспособлением к наземному образу жизни: проводящая, механическая, покровная ткани; у них нет корней (их заменяют ризоиды). Так же как водоросли, мхи впитывают воду всей поверхностью тела. Для размножения им необходима капельно-жидкая влага (их мужские гаметы — сперматозоиды передвигаются в воде).
Моховидные живут в местах с повышенной влажностью (леса, болота). Они доминируют в арктических и горных областях. Некоторые виды приспособились к обитанию на раскаленных скалах и в пустынях.
Важную экологическую роль в природе играют торфяные болота, в которых берет свои истоки большинство европейских рек.
Симбиоз мхов и насекомых
Как известно, устойчивые симбиотические отношения с насекомыми — характерная особенность цветковых растений, однако существуют мхи, привлекающие насекомых к распространению спор. Это зеленые мхи рода сплахнум (Splachmun). У представителей этого рода сильно расширено кольцо на шейке коробочки апофиза, вследствие чего вся коробочка напоминает зонтик. Зонтики крупные, до 2 см в диаметре, и ярко окрашены — красные, желтые, пурпурные. Распространителями липких спор сплахнума являются мухи, которых привлекает не только яркая окраска апофизы, но и ее запах.
