Цветковые растения: отличительные особенности и классификация
По числу видов цветковые растения превосходят все остальные группы высших растений.
Виды и их классификация
Цветковые растения отличаются наличием специализированного генеративного органа — цветка, который выполняет функции полового размножения и привлечения агентов опыления.
Важно отметить следующее:
- Цветковые растения заключают семязачатки в полость завязи, что после оплодотворения приводит к образованию плода.
- Представители голосеменных растений имеют семязачаток, не скрытый от опыления, и семена не заключены в истинный плод.
Системы классификации
Системы APG
- APG II: разработана в 2003 году.
- APG III: утверждена в 2009 году.
- APG IV: последняя версия, представленная в 2016 году.
Другие системы
- Система цветковых растений А. Шипунова.
- Система органического мира.
- Трёхбуквенные обозначения семейств сосудистых растений.
Литература и дополнительные материалы
- Тахтаджян А. Л. Система и филогения цветковых растений.
- Щигленко Е. Цветы, изменившие мир.
- Список угрожаемых видов цветковых растений.
- Аннотированная подборка ссылок на электронные ресурсы по палеоботанике покрытосеменных.
- Учебный фильм для 6-го класса о покрытосеменных растениях на YouTube.
Цветковые растения представляют собой важный класс высших растений, который заслуживает внимания и изучения. Изучение их разнообразия и классификации позволяет лучше понять природу и экологию растений в целом.
Цветковые растения
Научная классификация
Международное научное название
Magnoliophyta Cronq., Takht. & W.Zimm., 1966
Синонимы
Lindl. (P.D.Cantino & M.J.Donoghue)
Цветковые растения, также известные как магнолии, представляют собой одну из наиболее разнообразных групп цветковых растений. Они принадлежат к классу Magnoliophyta по системе классификации Cronquist.
Это группа растений, характеризующихся наличием цветков, содержащих репродуктивные органы. Цветы цветковых растений могут иметь различные формы, размеры и цвета, что делает их популярными среди садоводов и дизайнеров ландшафтов.
Основными синонимами для цветковых растений являются магнолии, что связано с их принадлежностью к классу Magnoliophyta. Эти растения широко распространены по всему миру и играют важную роль в экосистемах различных регионов.
Цветковые растения являются объектом изучения для ботаников и садоводов, так как их многообразие и красота делают их интересными и полезными для человека.
Классы
Однодольные
Двудольные
| Геохронология | млн лет |
|---|---|
| Период | Эра |
| Эон | |
| 2,588 | 23,03 |
| 66,0 | 145,5 |
| 199,6 | 251 |
| 299 | 359,2 |
| 416 | 443,7 |
| 488,3 | 542 |
| 4570 |
Систематика в Викивидах
Изображения на ВикискладеITIS NCBI
В современной классификации APG IV (2016) традиционные научные латинские названия таксономических рангов выше Порядка (лат. ) не используются, вместо них употребляются англоязычные эквиваленты, сами ранги обозначаются общим термином клада. Отделу Цветковые растения в этой системе соответствует одноименная Клада Цветковые растения, хотя и с отличным международным названием (англ. ).
Ссылки
Бекетов А. Н. // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
A. D. Chapman. Numbers of Living Species in Australia and the World. 2nd edition Архивная копия от 6 декабря 2010 на Wayback Machine (англ.) (Дата обращения: 29 мая 2010)
Angiosperm Phylogeny Website Архивная копия от 6 февраля 2010 на Wayback Machine. Число родов и видов приведено отдельно для каждого порядка. См. также Семейства покрытосеменных (APG III).
WFOPL. Дата обращения: 2 июля 2023. Архивировано 2 июля 2023 года.
Lei Han, Ya Zhao, Ming Zhao, Jie Sun, Bainian Sun, Xin Wang. New Fossil Evidence Suggests That Angiosperms Flourished in the Middle Jurassic // Life (Basel, Switzerland). — 2023-03-17. — , . — . — ISSN 2075-1729. — doi:10.3390/life13030819. Архивировано 9 апреля 2023 года.
Происхождение основных групп наземных растений. Дата обращения: 15 февраля 2009. Архивировано 5 ноября 2008 года.
Hamilton, Alan; Hamilton, Patrick (2006), Plant conservation : an ecosystem approach, L.: Earthscan, p. 2, ISBN 978-1-84407-083-1
. Дата обращения: 25 мая 2012. Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года.
Фёдоров А. А., Тахтаджян А. Л. и др. Жизнь растений. Том 5(1). Цветковые растения — М.: Просвещение, 1980. — с. 117—127.
Эволюция цветковых растений
Амборелла волосистоножковая (), эндемик Новой Каледонии, считается одним из наиболее древних цветковых растений, сохранившихся до наших дней. Отделившись от других цветковых растений 130 миллионов лет назад, амборелла практически не изменилась за все это время, благодаря относительной изолированности экосистемы Новой Каледонии.
Одним из важных направлений эволюции растительного царства является приспособление к изменчивым условиям наземной жизни. Цветковые растения представляют собой яркое выражение этой линии эволюции и доминируют на Земле в настоящее время.
Разнообразие форм и способов роста
Географическое разнообразие цветковых растений сочетается с многообразием их форм и способов роста. От ряски, покрывающей поверхность прудов, до лесных деревьев с мощной корневой системой, разнообразие форм цветковых растений поражает воображение. Существует огромное количество промежуточных форм: водные и земные травы, ползучие, прямостоящие и карабкающиеся виды, кустарники и деревья.
Известны многочисленные водные покрытосеменные растения, процветающие в долинах рек, озерах и даже соленых водоемах. Такие растения не являются примитивными формами, а появились путем приспособления наземных предков к водной среде.
История терминов Angiospermae и Gymnospermae
Ботанический термин Angiospermae был предложен Паулем Германом в 1690 году и означает растения, обладающие заключенными в капсулы семенами. Термин Gymnospermae, который был использован Германом для обозначения цветковых растений без окружающих покровов семян, был введен в обиход Карлом Линнеем. В современном понимании эти термины начали использоваться позже, после установления существования семязачатков у Cycadeae и Coniferae.
Сегодня термин Angiospermae широко используется для обозначения одной из подгрупп в пределах двудольных растений, в то время как термин Gymnospermae относится к другой подгруппе цветковых растений.
См. также:
Смирнов А. В. Мир растений. Рассказы о саксауле, селитрянке, баобабе, березах, кактусах, капусте, банксиях, молочаях и многих других широко известных и редких цветковых растениях. — М.: Молодая гвардия, 1979. — с. 14-18
Однако, после того как Вильгельм Хофмейстер описал процессы, происходящие в зародышевом мешке цветковых растений (1851 год), и сопоставил их с оплодотворением тайнобрачных, стало ясно, что Gymnospermae представляют собой группу, совершенно отличную от Angiospermae. В результате понятие «покрытосеменные» постепенно стали рассматривать как синоним понятия «цветковые», и, соответственно, двудольные (Magnoliopsida, или Dicotyledones) и однодольные (Liliopsida, или Monocotyledones) — как подгруппы в составе Angiospermae. В этом значении понятие «покрытосеменные» (Angiospermae) используется и по сей день.
Благодаря постоянному пересмотру взглядов на родство цветковых растений, внутренняя систематика этой группы подвергалась и подвергается изменениям. Две широко используемые, хотя и несколько устаревшие, системы цветковых растений — система Тахтаджяна и система Кронквиста, не отражают филогению таксона. Таким образом, классификация цветковых растений сейчас активно дорабатывается и исправляется, наиболее современной и общепризнанной в настоящее время является система, предложенная Группой филогении покрытосеменных (APG) по состоянию на 2016 год – APG IV.
Отдел цветковых растений традиционно подразделялся на 2 класса — Magnoliopsida (двудольные) от названия рода Magnolia и Liliopsida (однодольные) от названия рода Lilium. Использовались также и традиционные названия этих таксонов — Dicotyledones и Monocotyledones, происхождение которых связано с тем, что представители Dicotyledones обычно имеют две семядоли в семени (у некоторых видов может быть одна, три или четыре), тогда как у представителей Monocotyledones семядоля всегда одна. В системе APG указанные классы не выделяются.
Имеется целый ряд различных систем классификации цветковых растений. Классы двудольных и однодольных могут подразделяться на подклассы, те, в свою очередь, на порядки (иногда объединяемые в надпорядки), семейства, роды и виды со всеми промежуточными категориями. В системе APG традиционные ранги выше порядка отсутствуют, вместо них используются группы (клады) без уточнения иерархического положения.
Выделяют подклассы (клады):
Подкласс 1. — Магнолииды,
Подкласс 2. — Гамамелидиды (Хамамелидиды),
Подкласс 3. — Кариофиллиды,
Подкласс 4. — Дилленииды,
Подкласс 5. — Розиды,
Подкласс 6. — Астериды,
Подкласс 7. — Ранункулиды,
Подкласс 8. — Ламииды[8].
Подкласс 1. — Частуховые (Алисматиды),
Подкласс 2. — Лилииды,
Подкласс 3. — Коммелиновые (Коммелиниды),
Подкласс 4. — Пальмовые (Арециды)[8].
Клада Angiosperms в APG IV
В группу «Цветковые растения» в Системе классификации APG IV (2016) включаются следующие дочерние клады (порядки, входящие в состав клад, в списке не приведены, полная кладограмма включена в статью APG IV):
клада Цветковые растения (англ. )
клада Магнолииды (англ. )
клада Монокоты (англ. )
клада Коммелиниды (англ. )
клада Эвдикоты (англ. )
клада Суперрозиды (англ. )
клада Розиды (англ. )
клада Фабиды (англ. )
клада Мальвиды (англ. )
клада Суперастериды (англ. )
клада Астериды (англ. )
клада Кампанулиды (англ. )
клада Ламииды (англ. )
1. Чем клетки грибов отличаются от клеток растений? Назовите не менее трех отличий.
У грибов нет хлоропластов.
У грибов нет крупной центральной вакуоли.
Клеточная стенка грибов состоит из хитина.
Запасной углевод у грибов – гликоген.
2. Чем отличаются растения от животных? Назовите не менее шести признаков.
большинство растений, в отличие от животных, не способны активно передвигаться;
растения имеют неограниченный рост (растут всю жизнь), животные растут до конца полового созревания;
растения имеют автотрофное питание, животные – гетеротрофное;
клетки растений имеют пластиды (хлоропласты), животных – нет;
клетки растений имеют клеточную стенку, животные – нет (отграничены от внешней среды мембраной);
клетки растений имеют крупную центральную вакуоль, животные – нет;
запасной углевод растений – крахмал, животных – гликоген;
животные имеют центриоли (клеточный центр), большинство видов растений (семенных) – нет.
3. По каким признакам клетка столбчатой ткани листа березы отличается от клетки эпителиальной ткани человека? Назовите не менее пяти признаков.
у растительной клетки есть клеточная стенка из целлюлозы;
в растительной клетке есть пластиды (хлоропласты);
в растительной клетке есть крупная центральная вакуоль.
в растительной клетке нет центриолей;
в растительной клетке запасной углевод – крахмал, в животной – гликоген;
растительная клетка имеет автотрофное питание, животная – гетеротрофное.
4. В чем отличие строения и жизнедеятельности клеток грибов и растений? Приведите не менее четырех признаков.
гетеротрофный тип питания;
отсутствуют пластиды в клетках;
наличие гликогена как запасного питательного вещества;
образование мочевины в процессе метаболизма;
наличие клеточной стенки из хитина.
5. Определите, к какому надцарству, царству относят организмы, у которых строение клетки такое же, как показано на рисунке. Ответ обоснуйте. Какой тип питания характерен для этих организмов?
надцарство Эукариоты,
так как имеется обособленное ядро,
мембранные органоиды;
царство Животные;
так как нет пластид,
нет клеточной стенки ИЛИ крупных вакуолей,
есть клеточный центр;
тип питания – гетеротрофный.
6. Фрагменты клеток каких организмов изображены на рисунках А и Б? Назовите черты сходства и различия в строении этих клеток.
- А – животная клетка; Б – растительная клетка;
сходство:
наличие ядра,
наличие мембранных органоидов (митохондрий, комплекса Гольджи, ЭПС и др.);
различия:
растительная клетка имеет пластиды;
растительная клетка имеет клеточную стенку;
растительная клетка имеет вакуоли с клеточным соком;
животная клетка имеет центриоли (клеточный центр).
7. Каковы основные отличия грибов от животных? Назовите пять пунктов.
неограниченный рост;
поглощение питательных веществ путём всасывания (осмотрофно);
размножение с помощью спор;
наличие клеточной стенки;
отсутствие способности активно передвигаться.
8. Какие клеточные структуры отличают клетку цветковых растений от клетки млекопитающих? Назовите четыре пункта.
окружена клеточной стенкой, образованной целлюлозой;
имеет пластиды (хромопласты, лейкопласты, хлоропласты);
содержит крупные вакуоли с клеточным соком;
не имеет клеточного центра.
9. Определите, организмы какого надцарства и какого царства имеют изображенную на рисунке клетку. Приведите признаки клеток, соответствующие этим систематическим группам. Укажите тип питания и тип диссимиляции, характерные для организмов, имеющих изображенную на рисунке клетку. Ответ поясните.
надцарство Эукариоты;
имеется ядро и мембранные органоиды;
царство Животные;
отсутствует клеточная стенка, имеется клеточный центр;
гетеротрофный тип питания;
так как отсутствуют пластиды;
аэробный тип диссимиляции;
так как имеются митохондрии.
10. Некоторые лекарственные препараты нарушают синтез веществ, необходимых для формирования хитина. Против каких организмов (возбудителей заболеваний) могут использоваться данные препараты? Ответ поясните. Как называется группа инфекционных заболеваний, вызванных такими возбудителями? Будут ли данные препараты опасны для клеток человека? Объясните, почему.
против грибов;
грибы имеют хитиновую клеточную стенку;
микозы;
данные препараты не опасны для клеток человека;
клетки человека (животных) не имеют клеточной стенки (не содержат хитин).
11. Известно, что животные преимущественно хранят запасные питательные вещества в виде жиров, а растения — в форме углеводов. Чем запасание жиров выгодно для животных? Как это связано с особенностями строения их клеток и жизнедеятельностью? Растения запасают в вакуолях большое количество моносахаридов, в то время как для животных такая же концентрация сахаров приводила бы к гибели клетки. Почему?
животные расходуют больше энергии, так как подвижны (в отличие от растений);
при расщеплении жира выделяется больше энергии, чем при расщеплении углеводов;
масса жиров меньше, чем масса углеводов, накапливающих такое же количество энергии (что облегчает передвижение животных по сравнению с накоплением углеводов);
при накоплении в клетке моносахаридов в нее устремляется вода (по закону осмоса);
при избыточном накоплении воды клетка животного разрывается (происходит лизис клетки);
а клетка растения — нет, так как имеет клеточную стенку.
Учащиеся также просматривали
По каким признакам семенные растения отличаются от мхов? Приведите не менее четырёх признаков.
Ответ1) наличие всех типов тканей;2) наличие корней (развитие корневой системы);3) размножение семенами, наличие органов, в которых они образуются (шишка, цветок, плод);4) независимость оплодотворения от наличия воды;5) преобладание спорофита (бесполое поколение) над гаметофитом (половое поколение) в цикле развития
По каким признакам высшие семенные растения отличаются от низших растений? Приведите не менее трех признаков.
ОтветНизшие 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.
Какова роль опушения листьев, стеблей, плодов и семян растений?
Ответ1) Волоски на листьях и стеблях рассеивают свет, спасают фотосинтезирующие органы от слишком яркого света.2) Волоски на листьях и стеблях создают рядом с эпидермисом неподвижный слой воздуха, уменьшая испарение воды.3) Жесткие и жгучие волоски могут защищать от поедания (крапива).4) Опушенные плоды и семена легко прикрепляются к шерсти животных или уносятся ветром (одуванчик, тополь и др.)
Назовите особенности строения и питания лишайников и укажите их роль в природе.
Ответ1) Лишайники являются симбиотическими организмами, таллом лишайника состоит из мицелия грибов, переплетенного с одноклеточными водорослями или цианобактериями.2) Водоросли или цианобактерии фотосинтезируют и снабжают грибы продуктами фотосинтеза, грибы поглощают из окружающей среды воду и минеральные соли и делятся с водорослями.3) Лишайники – это самые первые живые организмы на голом камне, постепенно разрушают камень, создавая предпосылку для возникновения почвы. Некоторые организмы питаются лишайниками. Являются индикаторами экологической обстановки.
Какие прогрессивные признаки сформировались в генеративных органах и половом размножении покрытосеменных растений в процессе эволюции? Приведите не менее четырех признаков, обоснуйте их значение.
Ответ1) появление цветка увеличило эффективность опыления;2) двойное оплодотворение, в результате чего семя имеет триплоидный эндосперм, что улучшило питание зародыша;3) развитие семязачатков в завязи пестика обеспечило их защиту (защиту семян);4) появление плода у покрытосеменных способствовало защите семян и их распространению;5) наличие нектарников обеспечило привлечение насекомых для опыления
Появление семенного размножения растений, в отличие от спорового, сыграло важную роль в эволюции растительного мира. Приведите не менее четырех доказательств значения этого ароморфоза. Ответ поясните.
Ответ1) семена были лучше защищены покровами (семенной кожурой), что обеспечило их выживание;2) семена содержали большой запас питательных веществ, что обеспечивало развитие зародыша и его прорастание, меньшую зависимость от внешних факторов;3) независимость оплодотворения от воды при семенном размножении (в отличие от спорового);4) семя – многоклеточный орган, что повышает шансы на его выживание, а спора – одна клетка
Чем спора отличается от семени? Приведите не менее трех различий.
- спора одноклеточное образование (специализированная клетка) осуществляет бесполое размножение растений; семя – многоклеточный орган, обеспечивающий половое размножение растений;2) в спорах нет запаса питательных веществ, в семенах находится запас питательных веществ, который используется при прорастании;3) спора имеет защитную оболочку, семя имеет семенную кожуру, которая в большей степени защищает зародыш и другие части семени
Укажите не менее четырех отличий в строении и жизненном цикле покрытосеменных от голосеменных растений.
Ответ1) наличие цветков и плодов;2) разнообразные жизненные формы – травы, кустарники, деревья;3) опыление осуществляется не только ветром, но и животными;4) семяпочка защищена завязью
Назовите основные ароморфозы растительного мира.
- Появление процесса фотосинтеза.2) Дифференцировка тела на ткани и органы.3) Возникновение опыления (исчезновение необходимости воды для оплодотворения).4) Возникновение семян с запасом питательных веществ.
Известно, что у прибрежных водорослей, обитающих в арктических морях, концентрация органических веществ (липидов, аминокислот и сахаров) в цитоплазме клеток существенно выше, чем у родственных им групп из экваториальных и субэкваториальных вод. Как можно объяснить такое различие? Температура плавления ненасыщенных жирных кислот ниже, чем у насыщенных. Предположите, в какое время года концентрация ненасыщенных жирных кислот в составе мембранных липидов у водорослей северных морей будет максимальной. Поясните свой ответ. Почему для водорослей опасно изменение агрегатного состояния внутренней среды?
В Центральной Америке были обнаружены две группы видов бобовых растений: у одних образуется много мелких легких семян, у других – мало семян, но они крупнее. При этом крупные семена содержат ядовитые вещества, защищающие их от поедания жуками. В чем состоят преимущества каждой из этих групп растений?
- большое количество мелких семян повышает вероятность воспроизведения растения (попадания в благоприятные условия);2) легкие мелкие семена разносятся ветром, что способствует расселению;3) крупные семена содержат большой запас питательных веществ, что повышает вероятность прорастания каждого семени;4) ядовитые вещества в крупных семенах обеспечивают их лучшую сохранность и выживаемость (защищают от поедания
Чем представлен и как устроен мужской гаметофит у покрытосеменных растений? Укажите его роль в размножении растения и поясните её.
- пыльцевое зерно (пылинка);2) состоит из вегетативной клетки (клетки пыльцевой трубки) и генеративной клетки (двух спермиев);3) образует спермии (участвует в опылении);4) из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка;5) по пыльцевой трубке к семязачатку (зародышевому мешку) продвигаются два спермия
Объясните, какую роль играют животные в жизни цветковых (покрытосеменных) растений. Приведите не менее четырех доказательств роли животных.
- участвуют в опылении цветковых растений;2) участвуют в распространении плодов и семян;3) ограничивают численность и рост растений, питаясь ими или паразитируя на них;4) уничтожают вредителей растений, сохраняя их численность;5) участвуют в повышении плодородия почвы, создавая гумус и улучшая жизнедеятельность растений
Укажите не менее четырех отличий насекомоопыляемых растений от ветроопыляемых.
- у насекомоопыляемых растений большие и яркие цветки, у ветроопыляемых – мелкие цветки, собранные в соцветия;2) у насекомоопыляемых растений наличие нектара в цветках, у ветроопыляемых – его отсутствие;3) у насекомоопыляемых растений пыльца крупная, липкая, у ветроопыляемых – мелкая, легкая;4) у насекомоопыляемых растений наличие аромата цветков, у ветроопыляемых – отсутствие аромата
Ветроопыляемые деревья и кустарники чаще зацветают до распускания листьев, и в их тычинках, как правило, образуется гораздо больше пыльцы, чем у насекомоопыляемых. Объясните, с чем это связано.
- образование большого количества пыльцы повышает вероятность опыления и оплодотворения, так как часть ее теряется, оседая на почве, стволах деревьев и т.д.;2) листья создали бы дополнительную преграду при опылении этих растений, поэтому они зацветают раньше.
Учащиеся также просматривали
Доминирующее поколение улотрикса — гаметофит. Улотрикс является представителем отдела Зелёные водоросли. Определите набор хромосом гаметофита и спорофита. Что является спорофитом и гаметофитом улотрикса? Из каких исходных клеток образовались данные структуры и каким путем?
Гаметофит улотрикса — гаплоидный (n), он является взрослым растением.
Взрослое растение гаметофит образуется из споры (n) путем митоза
Спорофит является диплоидным (2n).
Спорофит — зигота, которая образовалась после оплодотворения вследствие слияния двух гамет.
На рисунке изображён цикл размножения хламидомонады. Что образуется в результате слияния гамет, какой набор у этой структуры? Каким способом деления и из чего образуются споры с гаплоидным набором хромосом? Что из себя представляет гаметофит и спорофит, какие наборы хромосом у этих структур?
В жизненном цикле хламидомонады преобладает гаметофит, который является взрослой особью с гаплоидным набором хромосом (n). +
В результате слияния гаплоидных (n) гамет (оплодотворение) образуется диплоидный (2n) спорофит (зигота с защитной оболочкой).
Споры (в данном случае зооспоры) с гаплоидным (n) набором хромосом образуются при помощи мейоза из спорофита.
Если хламидомонаду поместить на длительное время на большую глубину, хламидомонада со временем погибнет. В чём причина гибели? Какие водоросли могут жить на больших глубинах и почему?
Хламидомонада – зеленая одноклеточная водоросль. В хроматофоре хламидомонады находится зеленый пигмент – хлорофилл. Он улавливает красные лучи спектра, которые не проникают глубоко в воду, вследствие чего хламидомонада перестает фотосинтезировать и погибает от недостатка органических веществ. На больших глубинах способны жить красные водоросли (багрянки). Они имеют преобладающе красные (фикоэритрины) и синие (фикоцианины) пигменты. Эти пигменты улавливают сине-фиолетовую часть спектра, проникающую в толщу воды.
В растениях выделяют сложные и простые ткани. Первые сформированы из разных по структуре, форме и выполняемым функциям клеток. Вторые — из практически однородных по структуре клеток, отвечающих за выполнение одной и той же функции. Поясните, по какой причине луб и покровная ткань листа причисляют к сложным, а ассимиляционную ткань листа — к простым.
Покровная ткань листа сложная, потому что большая часть клеток не содержит зелёных пластид, замыкающие клетки устьиц имеют другую форму и хлоропласты; есть клетки, которые имеют волоски.
Луб — сложная ткань, потому что содержит структуры, отличающиеся по строению (ситовидные трубки, механические волокна).
Ассимиляционная ткань листа — простая ткань, потому что все её клетки построены по единому принципу, в них много зелёных пластид, функция — фотосинтез.
Сравните процессы дыхания и фотосинтеза у растений. В чем проявляются различия и сходства этих процессов?
Оба процесса происходят при участии ферментов – они ускоряют биологические реакции в организме растения. В ходе каждого из этих процессов образуется энергия в виде молекул АТФ. При фотосинтезе она далее расходуется на создание органических молекул. При дыхании поглощается кислород, выделяется углекислый газ. В ходе фотосинтеза поглощается углекислый газ, выделяется кислород. Важно помнить, что дыхание – это энергетический обмен, а значит, там распадаются органические вещества (глюкоза). Фотосинтез – пластический обмен, нужный, наоборот, для синтеза глюкозы. Дыхание происходит во всех живых растительных клетках, так как каждой из них нужна энергия, а фотосинтез – только в клетках, имеющих хлоропласты. Для фотосинтеза всегда нужен свет (поэтому он и называется фотосинтезом – "световым синтезом"). А вот дышать клетки могут и в темноте.
Клетки и ткани в древесных растениях различаются по функциям и структуре, бывают мёртвыми и живыми. Клеточная теория утверждает, что клетки всех организмов имеют сходное строение и химический состав. Не противоречат ли эти два утверждения друг другу? Ответ поясните.
Было замечено, что ткани животных состоят только из живых клеток; растения же могут содержать мёртвые клетки, которые все также входят в состав ткани и продолжает выполнять свои функции. Какие растительные структуры покровных тканях, а также в транспортной и опорной системах можно считать примерами успешного функционирования мёртвых клеток? Какие можно наблюдать особенности у оболочек таких клеток?
В покровных тканях мёртвые клетки образуют пробку, трахомы (волоски) кожицы (эпидермы)
В транспортной системе, представленной проводящей тканью, мёртвые клетки образуют сосуды и трахеиды
В опорной системе, представленный механической тканью, мёртвые клетки образуют волокна склеренхимы и отдельные клетки склереиды
Такие оболочки пропитаны дубящими веществами типа суберин, в итоге оболочки становятся жесткими
В растениях выделяют сложные и простые ткани. Первые сформированы из разных по структуре, форме и выполняемым функциям клеток. Вторые — из практически однородных по структуре клеток, отвечающих за выполнение одной и той же функции. Поясните, по какой причине древесину причисляют к сложным, а колленхиму и меристему — к простым.
Древесину (ксилему), относящуюся к проводящим тканям растений, причисляют к сложным, потому что оно состоит из разных по структуре, форме и выполняемым функциям клеток: 1) сосуды и трахеиды состоят из мертвых клеток и проводят воду и минеральные вещества (восходящий ток); 2) древесные волокна придают прочность, каркас; 3) паренхимные клетки тонкостенные проводят питательные вещества и запасают их.
Колленхиму, относящуюся к механическим тканям растений, причисляют к простым, потому что состоит из практически однородных по структуре клеток (состоит из живых, неравномерно утолщенных клеток), отвечающих за выполнение одной и той же функции (защита,опорная функция – каркас).
Меристему (образовательную ткань) причисляют к простым, потому что состоит из практически однородных по структуре клеток (состоит из живых, молодых, мелких клеток с крупным ядром без хлоропластов и вакуолей, с большим количеством рибосом и митохондрий), отвечающих за выполнение одной и той же функции (образует много клеток благодаря постоянному деление для дальнейшего их дифференцирования).
По каким тканям у высших растений осуществляется транспорт минеральных веществ? Какие факторы способствуют поступлению минеральных веществ в растение и восходящему току веществ по растению? Какие клетки (живые или мертвые) составляют этот тип ткани?
Восходящий ток воды с растворенными минеральными веществами осуществляется по сосудам. Совокупность сосудов — ксилема.
Поступление воды в корень осуществляется за счёт разницы концентраций веществ.
Восходящий ток осуществляется за счёт корневого давления и за счёт сосущей силы, которая возникает благодаря транспирации.
Ксилема состоит из мертвых клеток.
Ученый решил выяснить, как именно происходит транспорт веществ по проводящим структурам растения. Для этого он взял два растения гороха и срезал их по уровню почвы, а позже в воде обрезал еще немного для избавления от воздуха в проводящей ткани. Ученый поместил их в два сосуда (в одном была чистая вода, в другом — краситель, который придавал воде фиолетовый цвет). Обе банки были прикрыты и поставлены в теплое место.
Укажите, какая переменная в эксперименте является зависимой, а какая — независимой? Постановка какого отрицательного контроля будет уместной? Для чего требуется постановка такого контроля?
*Отрицательный контроль — опыт, при котором объект, который изучается, не находится под воздействием.
Независимая переменная — тип воды в сосудах (наличие окраски в воде).
Зависимая переменная — степень окрашивания жилок листовых пластинок.
Отрицательный контроль — поместить оба сосуда в одинаковую воду при сохранении всех прочих параметров.
Одинаковая вода позволяет установить, движется ли вода из сосудов по жилкам листа.
Чем отличаются реакции ассимиляции от реакций диссимиляции в процессе обмена веществ?
При реакциях ассимиляции образуются вещества более сложные, чем вступившие в реакцию, а при реакциях диссимиляции происходит образование более простых веществ.
Реакции ассимиляции протекают с поглощением энергии, а реакции диссимиляции идут с выделением энергии.
Прибрежные водоросли, которые обитают в холодных арктических морях, имеют концентрацию органических веществ (жиров, белков и углеводов) в цитоплазме значительно превышающую концентрацию у близких им групп из субэкваториал и экваториальных территорий. Чем обусловлено это различие? Температура пло насыщенныл кислот выше, чем у ненасыщенных
В какое время года концентрация ненасыщенных жирных кислот в составе липидов плазмалеммы у водорослей арктических морей будет самой высокой?
Ответ поясните. По какой причине изменение агрегатного состояния внутренней среды низших растений может быть опасно?
Маша К., студентка биологического факультета, проходила практику на Черном море и изучала особенности водорослей. Во время практики она измеряла биохимический состав водорослей прибрежных территорий. Десять лет спустя Маша К., уже опытный специалист в альгологии, отправилась в экспедицию за полярный круг для изучения местной флоры. Там она заметила, что состав водорослей разительно отличается от состава родственных растений в теплых морях: концентрация органических веществ в цитоплазме в северных широтах значительно превышала состав аналогичных классов веществ в цитоплазме южных водорослей. Объясните этот факт. Почему концентрация веществ не остается стабильной? При наблюдении за арктическими водорослями в течение года Маша заметила, что на момент ее приезда концентрация ненасыщенных жирных кислот была самой высокой. В какое время года Маша приехала за полярный круг, если учитывать, что температура плавления насыщенных кислот выше, чем насыщенных?
Известно, что внутри некоторых амеб поселяется зоохлорелла (водоросль).
По какой причине эти организмы образуют симбиоз?
Амеба предоставляет азот, который выделяет как продукт обмена, для питания зоохлореллы.
Амеба обеспечивает защиту зоохлореллы от пагубных воздействий внешней среды.
Зоохлорелла фотосинтезирует внутри прозрачной амебы.
4 синтезированные органические вещества используются амебой для питания.
- Выделившийся в процессе фотосинтеза кислород используется для дыхания амебой.
Красные водоросли могут обитать на глубине до 200 метров. Какие особенности строения красных водорослей позволяют им жить на такой глубине? Почему другие водоросли на глубине
не встречаются? Ответ поясните.
На большие глубины проникает свет только сине-зелёной и сине-фиолетовой частей спектра.
В хроматофорах красных водорослей содержится пигмент фикоэритрин.
Он обладает способностью поглощать лучи синего и фиолетового спектров, в результате чего на большой глубине красные водоросли способны к фотосинтезу.
У зеленых и бурых водорослей зеленые и синие пигменты способны улавливать коротковолновую красную и желто-зеленую часть спектра, которая не проникает на глубину.
Реликтовые представители покрытосеменных
Некоторые из наиболее примитивных представителей ныне живущих двудольных сохранили архаичное строение проводящей системы, тычинок, пыльцевых зёрен, плодолистиков и других органов.
Часть видов семейства Винтеровые (), роды троходендрон () и тетрацентрон (), по строению проводящей системы мало чем отличаются от примитивных представителей голосеменных. У них отсутствуют проводящие сосуды во всех органах, их роль выполняют трахеиды.