Отдел Покрытосеменные

Общая характеристика. Покрытосеменные образуют один из наиболее крупных отделов царства растений — в нем насчитывается более 240000 видов. Они составляют основную часть растительной массы в биосфере. Покрытосеменные растения — это дуб, береза, яблоня, пшеница, рожь, капуста, пальма, подорожник и др. Многие виды покрытосеменных вошли в число культурных растений.

Представители покрытосеменных произрастают повсеместно: в сухих и влажных местах, в холодных и жарких районах Земли. Одни живут очень недолго — несколько дней. Например, эфемеры крупка весенняя, проломник Турчанинова живут 35-60 дней и дают семена. Другие живут сотни лет. Например, платан восточный, или чинар, живет до 2000 лет, достигает 50 м в высоту, а его ствол — около 18 м в окружности.

У растений, относящихся к этому отделу, семена покрыты тканями плода, который образуется из завязи пестика цветка. Благодаря этим особенностям отдел получил название Покрытосеменные или Цветковые.

Цветущая яблоня и ветка с плодами
Цветущая яблоня и ветка с плодами

Покрытосеменные (цветковые) растения чрезвычайно разнообразны по форме, по требованиям к условиям обитания, но всем им свойственны общие признаки строения, размножения и развития.

Преимущества покрытосеменных перед остальными представителями царства растений. Сравните особенности покрытосеменных и голосеменных растений, приведенные в таблице.

Сравнительная характеристика покрытосеменных и голосеменных
Покрытосеменные растения Голосеменные растения
1 Образуют семена Образуют семена
2 Развивают цветок Цветков не образуют
3 Развивают плоды Плодов не развивают
4 Имеют семязачатки. Они находятся в завязи пестика Имеют семязачатки. Они лежат открыто (голо) на чешуе шишки
5 Опыление производится животными, ветром, водой; возможно самоопыление Опыление производится ветром
6 Пыльца падает на рыльце Пыльца попадает прямо на семязачаток
7 Есть рыльце, способствующее улавливанию и прорастанию пыльцы Нет специального органа, улавливающего пыльцу
8 В семязачатке при малом количестве делений (2-3) идет ускоренное развитие зародышевого мешка с одной яйцеклеткой В семязачатке при большом количестве делений (более 8) образуется многоклеточный орган с несколькими яйцеклетками
9 Двойное оплодотворение Оплодотворение одним спермием одной яйцеклетки
10 Древесина представлена сосудами и трахеидами Древесина (ксилема) представлена исключительно трахеидами
11 Ситовидные трубки сложного строения Ситовидные трубки имеют простое строение
12 Имеются древесные, кустарниковые и травянистые формы Преобладают древесные формы, травянистых нет

Сопоставление этих признаков убеждает, что покрытосеменные растения достигли более высокого уровня эволюционного развития, чем голосеменные и все другие представители царства растений. Покрытосеменные смогли произрастать в самых разных условиях обитания. Они оказались способными заселять различные почвы (кислые, соленые, плодородные, неплодородные), жить на камнях, стволах других растений, на стенах домов, произрастать в разных климатических зонах — от жаркого тропического пояса до холодных тундр. Произрастание в неодинаковых условиях способствовало образованию огромного разнообразия жизненных форм и экологических групп покрытосеменных растений. Среди них есть деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, травы. Среди трав имеются стержнекорневые, луковичные, корневищные, лианы, эпифиты, ползучие, клубнеобразующие и многие другие формы. Есть покрытосеменные влаголюбивые и сухолюбивые, светло- и тенелюбивые. Преобладающее число цветковых — настоящие автотрофные растения. Но среди них есть питающиеся гетеротрофно, например, растения-паразиты и растения-хищники (насекомоядные). Благодаря такому разнообразию цветковые заняли разные местообитания на Земле: от пустынь до болот и водоемов, от соленых морских побережий до высокогорных скал.

Примеры жизненных форм семенных растений
Примеры жизненных форм семенных растений: деревья (1), кустарники (2), кустарнички (3), полукустарники (4) и травы (5)

Способность приспосабливаться к различным условиям обеспечила покрытосеменным большое биологическое разнообразие и господствующее положение в растительном мире.

Покрытосеменные растения размножаются и расселяются семенами, но у них широко представлено и вегетативное размножение.

У многих видов цветковых растений в процессе эволюции сформировались специализированные для вегетативного размножения органы: клубни, луковицы, усы, столоны, выводковые почки и др.

Все растения отдела Покрытосеменные подразделяются на два класса: Двудольные и Однодольные.

Характерные признаки двудольных и однодольных растений
Характерные признаки двудольных (А) и однодольных (Б) растений
Сравнение двудольных и однодольных растений. Основные различия между ними показаны в таблице 3. Однако многие признаки могут встречаться у представителей обоих классов.

Сравнительная характеристика двудольных и однодольных
Двудольные Однодольные
1 Зародыш семени с двумя семядолями Зародыш семени с одной семядолей
2 Запасные питательные вещества семени находятся в зародыше или в эндосперме Запасные питательные вещества семени у большинства видов находятся в эндосперме
3 Листья обычно имеют перистое или пальчатое жилкование Листья обычно имеют параллельное или дуговое жилкование
4 Черешок листа редко бывает влагалищным Черешок листа слабо выражен, но часто представляет собой листовое влагалище
5 Проводящая система в стебле имеет кольцевое строение. Кольцом слоя камбия обеспечивается рост стебля в толщину Проводящая система в стебле состоит из многих отдельных пучков. Кольца камбия у стебля нет
6 Зародышевый корешок семени быстро развивается в главный корень Зародышевый корешок развит слабо, и при прорастании от стеблевой части побега обычно отходят сразу несколько придаточных корней, которые формируют мочковатую корневую систему
7 Обычно древесные и травянистые формы Обычно травы, редко древесные формы

Ученые полагают, что однодольные растения произошли от двудольных и что двудольные — более древние растения среди цветковых, чем однодольные. По количеству видов однодольных меньше, чем двудольных, но значение растений обоих классов в природе одинаково велико. Многие из них стали культурными растениями, без которых жизнь человека на Земле была бы невозможна. Покрытосеменные одевают и кормят человека, дают ему лекарства и радуют своей красотой.

Лабораторная работа № 16

Тема. Знакомство с разнообразием покрытосеменных на примере комнатных растений.

Цель: знакомство с представителями однодольных и двудольных на примере комнатных цветковых растений.

Оборудование и материалы
Комнатные растения — двудольные: бегония королевская, колеус, сенполия, плющ, кактус; однодольные: кливия, аспарагус, хлорофитум, алоэ.

Ход работы

  1. Обратите внимание на разнообразие покрытосеменных растений в кабинете биологии вашей школы.
  2. Отметьте разнообразие форм и окраски листьев. Сравните листья колеуса, традесканции, бегонии, кливии, алоэ, плюща (или других растений).
  3. Найдите на листьях жилки, определите, какие растения относятся к двудольным, какие — к однодольным.
  4. Найдите растения хлорофитум, плющ и кактус. Рассмотрите особенности стеблей у этих растений.
  5. Отметьте, в каких условиях могли сформироваться такие формы вегетативных органов у всех этих растений.

Покрытосеменные, или цветковые, - наиболее высокоорганизованные представители царства растений. Они имеют цветок и плод. Семена развиваются под защитой вначале цветка, потом плода. Покрытосеменные очень разнообразны по форме вегетативных и генеративных органов. Они дали человечеству богатейшую группу культурных растений. Биологическое разнообразие покрытосеменных — ценнейшее достояние нашей планеты, которое людям необходимо сохранить.

  1. Назовите древесных представителей покрытосеменных растений.
  2. Как размножаются и расселяются одуванчик и подорожник?
  3. Как происходит двойное оплодотворение у цветковых растений?