Каковы внешние особенности папоротниковидных

Строение папоротника. Особенности строения папоротника

Папоротники представляют собой древнюю группу высших споровых растений, которые сыграли важнейшую роль в процессах образования каменного угля на планете. Это первые настоящие листостебельные организмы. Строение папоротника, особенности его жизненного цикла и распространения в природе будут рассмотрены в нашей статье.

Особенности строения папоротников

Как правило, папоротники произрастают в лесах умеренного климатического пояса. Их тело состоит из видоизмененного побега, расположенного под землей – корневища. Над землей видны только листья. Таково внешнее строение папоротника. Схема ниже иллюстрирует характер листорасположения. На ней четко видно, что к основной оси поочередно крепятся дополнительные, а к ним – непосредственно листовые пластинки.

Подземное строение папоротника представлено также системой придаточных корней, которые пучком отходят от видоизмененного побега.

А вот ископаемые формы папоротниковидных совсем не похожи на своих современных сородичей. Наряду с травами это были небольшие кустарники и гигантские деревья, достигающие в высоту нескольких десятков метров.

Жизненный цикл

Внешнее строение папоротника периодически изменяется. Как это возможно? Все дело в том, что в течение жизни у папоротников наблюдается процесс чередования поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Они отличаются способом размножения, развития и рядом существенных морфологических особенностей.

Спорофит

Бесполое поколение папоротника представляет собой зеленое листостебельное растение. Его мы и привыкли видеть в лесах. В таком виде папоротник (фото ниже демонстрирует спорофит) существует преобладающую часть своего жизненного цикла. На нижней стороне листьев растения располагаются спорангии – органы бесполого размножения. Они собраны в специализированные структуры – сорусы. В них находятся клетки бесполого размножения, которые называются спорами.

Гаметофит

Попадая в почву и прорастая, споры дают начало половому поколению. Такой гаметофит и обусловливает совсем другие черты и строение папоротника. Он имеет вид плоской зеленой пластинки, которая с течением времени принимает форму сердца. К почве гаметофит прикрепляется при помощи ризоизов. Эти нитевидные образования по внешнему виду и выполняемым функциям напоминают корни растений, но не образуют тканей. Половое поколение папоротников является двуполым. Процесс слияния гамет возможен только при наличии воды. В результате образуется зигота – оплодотворенная яйцеклетка. Развиваясь, она дает начало зародышу, а далее и взрослому растению. в первое время молодой спорофит не способен к процессу фотосинтеза, поэтому его питание происходит за счет зеленой пластинки полового поколения. По мере развития и возникновения способности к фотосинтезу взрослое листостебельное растение начинает функционировать отдельно.

Разнообразие папоротникообразных

В настоящее время ученые-систематики насчитывают около 10 тысяч видов представителей данного отдела. Среди водных папоротников наиболее распространенным является сальвиния. Это растение плавает на поверхности воды и по внешнему виду очень напоминает водоросли. Вместе с марсилией и азоллой сальвиния плавающая представляет группу разноспоровых папоротников. Это типичные водные растения.

Однако в преобладающем большинстве случаев папоротник (фото демонстрирует многолетнее растение) – это обитатель лесов. И большинство из них – представители группы равноспоровых. Самыми распространенными из них являются орляк обыкновенный, кочедыжник женский, щитовник мужской, многоножка обыкновенная. Именно о таких видах папоротника до сих пор существует красивая древняя легенда. Если ночь на праздник Ивана Купала найти отыскать в лесу это цветущее растение, то можно приобрести удивительные способности. Например, понимать язык любого живого существа. Эта прекрасная легенда возникла потому, что никто и никогда не видел цветка папоротника. Наши предки не знали, что это просто невозможно, поскольку споровые растения не образуют цветков и плодов.

В тропических лесах встречается несколько видов древовидных папоротников. Как и все высшие споровые растения, они предпочитают влагу, поэтому растут вдоль ручьев и рек. Очень часто в этих местах заросли тропических папоротников образуют настоящие джунгли.

Значение папоротникообразных

Именно внешнее строение папоротника и его особенности в настоящее время сделали это растение одной из самых популярных декоративных культур. Оно широко используется для озеленения различных ландшафтов и территорий. Да и любители комнатных растений давно уже присмотрели различные виды папоротников для озеленения домов, квартир и различных помещений.

В природе эти растения являются составной частью многих экосистем, значительно увеличивая их биомассу.

Однако самое большое значение папоротникообразных заключается в образовании очень важного полезного ископаемого – каменного угля. В древности все споровые растения представляли собой гигантские деревья. Из их отмерших стволов в условиях высокого давления и недостатка кислорода и образовался каменный уголь. Ученые-палеонтологи до сих пор находят в пластах этого вещества окаменевшие остатки древних споровых растений.

Велико значение папоротникообразных и в медицине. Например, корневища щитовника мужского обладают очень сильным противоглистным действием. А вот адиантум (венерин волос) вызывает рвотный рефлекс, при этом не раздражая слизистые оболочки. Действует он и как слабительное и мочегонное средство. Гроздовник простой издавна использовался в качестве противоядия от змеиных укусов. В тибетской медицине широко используется многоножка виргинская. Из нее изготовляют болеутоляющие и противопростудные лекарства.

Строение папоротника является наиболее сложным и прогрессивным среди всех высших споровых растений. В его жизненном цикле преобладает спорофит. Современные папоротники чаще всего представлены травянистыми жизненными формами, которые занимают важную нишу в разнообразных экосистемах.

Высшие растения. Отдел Папоротниковидные

Подробное решение Раздел стр. 61 по биологии для учащихся 7 класса, авторов В.Б. Захаров, Н.И. Сонин 2016

1. Каковы внешние особенности папоротниковидных? Какие вы знаете жизненные формы папоротников? Сравните папоротники и другие споровые растения.

В настоящее время папоротники представлены большим числом видов, распространены очень широко и встречаются от лесов севера средней полосы до тропиков, населяя самые разные местообитания — начиная с пустынь и кончая болотами. Размеры их колеблются от нескольких миллиметров до 25 м (у тропических древовидных форм). Широко известны древовидные формы папоротников. Также встречаются лиановидные папоротники. Очень много во влажном тропическом лесу и разнообразных эпифитных папоротников, т. е. поселяющихся на других растениях. Существует также несколько видов плавающих многолетних папоротников, обитающих в водоёмах. Папоротники стран умеренного климата в большинстве своём — многолетние наземные травянистые растения.

2. Объясните, как осуществляется процесс размножения папоротников. Цикл развития папоротников. Какие физические факторы среды необходимы для осуществления полового и бесполого размножения папоротников?

На нижней поверхности листа развиваются спорангии, в которых образуются споры. В благоприятных условиях спора прорастает, и из неё формируется небольшая зелёная пластинка — заросток. Это гаметофит, на нём формируются женские и мужские половые органы, где образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Оплодотворение происходит в капле воды. Из зиготы развивается зародыш, после его укоренения заросток отмирает. Зародыш развивается в спорофит. Папоротникам свойственно также вегетативное размножение посредством специальных почек, образующихся на корневище. Обязательным фактором внешней среды для полового размножения служит наличие воды. В жизненном цикле папоротников чередуются бесполое и половое поколения — спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.

3. Подготовьте рассказ на тему «Почему люди так и не нашли цветок папоротника» и «О жизненном цикле папоротникообразных» для младших школьников и родителей.

Цветок папоротника — это мифический цветок, который согласно славянским поверьям, цветёт лишь один миг, в ночь накануне Ивана Купалы. Согласно поверью тот, кто совал цветок приобретает необычные возможности. Он может понимать язык животных, видеть все клады, как бы глубоко в земле они ни находились, входить беспрепятственно в сокровищницы, становиться невидимым и принимать любое обличье. По поверью, в полночь из куста папоротника «показывается цветочная почка. Наконец, ровно в 12 часов, развертывается цвет, который своим пламенем освещает все около себя. В реальности папоротник никогда не цветёт — он размножается спорами. Поэтому люди до сих пор так и не нашли это то цветок.

4. Где обитают хвощи, плауны и папоротники?

Плауны, хвощи и папоротники чаще всего встречаются в хвойных и смешанных лесах с достаточной увлажнённостью.

5. Как человек использует хвощи, плауны и папоротники?

Перечисленные растения используются человеком в лекарственных целях, в промышленности (при окраске тканей натуральными красителями, шлифовке). Некоторые виды папоротников используются в пищу. Также эти растения используются в сельском хозяйстве.

6. Составьте развернутый план параграфа.

Отдел Папоротниковидные.

Вопрос 1. В чем сходство и различие в строении плаунов, хвощей и папоротников?
У представителей всех трех отделов в жизненном цикле происходит чередование стадий гаметофита и спорофита, которые существуют отдельно друг от друга. Спорофит относительно крупный, а гаметофит мелкий (от нескольких до десятков миллиметров). Спорофит имеет стебель, листья, хорошо развитое корневище с придаточными корнями; верхушечный рост корней и стебля.
Различия:
Плауны: Спорофит имеет длинный ползучий стебель с мелкими листьями. Спорангии собраны в колоски. Гаметофит часто подземный, питается сапрофитно (образует микоризу).
Хвощи: Спорофит имеет прямостоячий стебель, расчлененный на узлы и междоузлия, боковые ветвления и чешуевидные листья. Спорангии собраны в колоски. Гаметофит надземный, зеленый, фотосинтезирует.
Папоротники: Спорофит имеет короткий стебель, находящийся в почве. Листья крупные, вырастают из почек корневища. Перед развертыванием собраны в форме характерной «улитки». Спорангии располагаются на обратной стороне листьев. Гаметофит надземный, зеленый, фотосинтезирует.

Вопрос 2. Каковы внешние особенности папоротниковидных? Какие вы знаете жизненные формы папоротников?
Для папоротников характерен коротки стебель, который находится в почве и представляет собой корневище. Листья вырастают из почек корневища и развертываются над поверхностью почвы. В жизненном цикле папоротников чередуются бесполое и половое поколение — спорофит и гаметофит. Но преобладает фаза спорофита — он, как правило, многолетний. Именно его называют папоротником. Папоротники — многолетние травянистые или древовидные растения (спорофиты), растущие во влажных лесах. В тропиках встречаются лианы, эпифиты, наскальные и водные формы. Многие папоротники выращивают как декоративные растения. Размеры колеблются от нескольких миллиметров до 25 м.

Вопрос 3. Как осуществляется процесс размножения папоротников?
На нижней поверхности листа папоротника развиваются спорангии, в которых образуются споры. Они высыпаются на почву и в благоприятных условиях прорастают. Из споры формируется небольшая пластинка — заросток (гаметофит). Чаще всего гаметофит обоеполый, на нем развиваются мужские и женские половые органы, где образуются яйцеклетки и сперматозоиды (многожгутиковые). Оплодотворение происходит в воде. Обычно после оплодотворения только одна зигота превращается в зародыш, который начинает сразу прорастать; развивается спорофит, а заросток отмирает. Папоротникам также свойственно и вегетативное размножение посредством специальных почек, образующихся на корневище.

Вопрос 4. Где обитают хвощи, плауны и папоротники?
Плауны и хвощи встречаются чаще всего в хвойных и смешанных лесах. Хвощи нередко растут в полях на влажных, кислых почвах, требующих известкования для повышения плодородия. Папоротники распространены очень широко и встречаются от лесов севера средней полосы до тропиков, населяя самые разные места — начиная с пустынь и заканчивая болотами.

Вопрос 5. Как человек использует хвощи, плауны и папоротники?
Плауны содержат ядовитое (курареподобное) вещество, которое используется в медицине. Споры плаунов используют в качестве детской присыпки (натуральный тальк). Плауны нашли применение в ветеринарии. Также они используются в промышленности для получения желтой и зеленой красок. Стебли хвощей жесткие — в них содержится кремнезем. Поэтому прежде ими чистили горшки и кастрюли, полировали деревянные изделия. Хвощ полевой, наиболее распространенный в России, используют как лекарство от астмы, а также в качестве мочегонного средства.
Молодые сочные листья некоторых видов папоротников в Японии употребляют в пищу как салат. Многие виды папоротников выращивают для аквариумов. Из корневищ папоротников изготавливают препараты против гельминтов (лентецов, цепней, кривоголовок). Папоротники, живущие в симбиозе с азотфиксирующими цианобактериями, применяют также как источник азота на рисовых полях для насыщения почвы растворимыми соединениями азота.

Решебник содержит ответы на вопросы учебного издания и выполнен в удобном для чтения формате PDF.

Источники:

https://fb.ru/article/252485/stroenie-paporotnika-osobennosti-stroeniya-paporotnika
https://resheba.me/gdz/biologija/7-klass/zaharov/7
https://gdzplus.com/7-klass/biologiya/zakharov-sonin-uchebnik/1212-paporotnikovidnye.html