Мхи, печёночники, антоцеротовые и плауновидные
Разберём смену гаметофита и спорофита, строение кукушкина льна и сфагнума и выясним, почему плауны уже имеют сосудистые ткани.
Федеральная программа · углублённый уровень · 7 класс
Архепластидные, или «растения»
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Моховидные: кукушкин лён, сфагнум, печёночники и антоцеротовые
- Жизненный цикл мхов и торфообразование
- Плауновидные: морфология, цикл плауна булавовидного и редукция гаметофита
- Ископаемые плауновидные и образование каменного угля
- Практика: строение мхов и плауна на готовых объектах
Как это устроено
У мхов зелёное растение обычно представляет гаплоидный гаметофит. На нём формируются половые органы; для движения мужских гамет к яйцеклетке у типичных мхов нужна вода. Из зиготы растёт диплоидный спорофит, связанный с гаметофитом. В коробочке спорофита мейозом образуются гаплоидные споры; из них развивается новое поколение. Спора — не гамета: спора растёт без слияния с другой клеткой, а гамета участвует в оплодотворении.
Кукушкин лён имеет листостебельные гаметофиты и ризоиды; сфагнум устроен иначе и способен удерживать много воды благодаря особенностям клеток листа. При переувлажнении и недостатке кислорода остатки болотных растений разлагаются медленно, накапливаясь как торф. Печёночники и антоцеротовые — не «разновидности сфагнума», а другие линии несосудистых растений.
Плаун булавовидный — сосудистое растение: его заметное зелёное тело представляет спорофит с корнями, побегами и проводящими тканями. Споры образуются в спорангиях спороносных колосков. Маленький гаметофит развивается отдельно и может быть связан с почвенными грибами. Переход от заметного гаметофита у мха к заметному спорофиту у плауна — сравнение двух современных линий, а не превращение живущего мха в живущий плаун.
В палеозое существовали крупные древние плауновидные и другие болотные растения, чьи остатки внесли вклад в залежи каменного угля. Уголь формировался в течение геологического времени при погребении и изменении растительного вещества, а не от одного сезона опавших веток. Для анализа древнего покрова используют ископаемые остатки, строение слоёв и датировки.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Мохообразные (моховидные в широком смысле)
Несосудистые наземные растения, среди которых в современной классификации выделяют мхи, печёночники и антоцеротовые как разные эволюционные линии.
Пример: Кукушкин лён — мох; некоторые печёночники имеют плоское слоевище.
Важно: Школьная широкая группа удобна для сравнения, но её внутреннюю классификацию уточняет современная филогенетика.
- Гаметофит
Гаплоидное поколение растения, образующее гаметы; у большинства мхов это заметное зелёное растение.
Пример: Листостебельный побег кукушкина льна относится к гаметофиту.
- Спорофит
Диплоидное поколение растения, в котором мейозом образуются споры; у большинства мхов оно связано с гаметофитом.
Пример: Ножка с коробочкой на мхе является спорофитом или его основной видимой частью.
- Ризоид
Нитевидная структура некоторых растений и других организмов, помогающая прикреплению и иногда поглощению воды, но не равная настоящему корню сосудистого растения.
Пример: У мха ризоиды удерживают гаметофит на субстрате.
- Спорангий
Структура, в которой образуются споры, часто после мейоза у спорофита растения.
Пример: В коробочке мха находятся спороносные ткани.
- Сфагнум
Род мхов с особенностями строения, позволяющими удерживать много воды; его остатки могут накапливаться в болотах.
Пример: Отмершие части сфагнума при медленном разложении в болотных условиях участвуют в формировании торфа.
- Торф
Накопившийся в переувлажнённых условиях и неполностью разложившийся растительный материал.
Пример: В болотах остатки сфагнума и других растений образуют торфяные отложения.
Важно: Торф образуется не из одного только сфагнума и не во всякой влажной почве.
- Плауновидные
Древняя линия сосудистых споровых растений с настоящими проводящими тканями, корнями и побегами.
Пример: Плаун булавовидный имеет ползучие и приподнимающиеся побеги со спороносными колосками.
- Микрофилл
Листоподобный орган плауновидных с обычно одной неветвящейся жилкой, отличающийся происхождением от крупных листьев папоротников и семенных.
Пример: Небольшие листья плауна — микрофиллы.
- Проталлиум (заросток) плауна
Небольшой гаметофит плауна, развивающийся из споры и формирующий половые органы; у некоторых видов он живёт в почве и связан с грибами.
Пример: У плауна булавовидного гаметофит развивается медленно и не похож на зелёный спорофит.
- Каменный уголь
Горючая осадочная порода, образовавшаяся из древнего растительного вещества при длительном погребении и преобразовании.
Пример: В растительном покрове каменноугольного периода значительную роль играли древние плауновидные, хвощевидные и папоротникообразные.
Важно: Нельзя говорить, что весь уголь произошёл только от современных плаунов.
Пример по шагам
На мхе видна коробочка на ножке. Ученик сказал, что это «плод мха» и в нём находятся семена. Как исправить ответ?
- Мхи не образуют цветков, плодов и семян.
- Ножка с коробочкой относится к спорофиту, который развивается после оплодотворения.
- В коробочке формируются споры; они отличаются от семян строением и происхождением.
Вывод: Это спорофит со спорангием, где образуются споры, а не плод с семенами.
Практическая работа
Готовые образцы кукушкина льна, сфагнума и плауна
- На живых или гербарных образцах, полученных учителем законно, найдите гаметофит и коробочку мха, листоподобные части сфагнума и спороносный колосок плауна.
- Зарисуйте только видимые структуры; спорангии и микроскопические стадии отмечайте на отдельной готовой микрофотографии.
- Составьте таблицу «поколение, сосудистые ткани, спора, среда» и укажите, где ваши наблюдения недостаточны для вывода.
Что можно заключить: Общее размножение спорами сочетается с разной организацией тела и доминирующего поколения.
Безопасность: Не собирайте редкие плауны и болотные растения самостоятельно; гербарий, стекло и микроскоп используйте под наблюдением учителя.
Практическая работа
Изучение особенностей строения кукушкина льна и сфагнума
- На подписанных гербариях кукушкина льна и сфагнума найдите листостебельные гаметофиты, а у подходящих образцов — спороносные структуры; не требуйте спорофит от каждого высушенного стебелька.
- По подготовленным микрофотографиям сравните особенности листа сфагнума, включая крупные водоносные клетки, с листом кукушкина льна; отметьте ракурс и масштаб.
- Составьте для каждого вида собственную схему гаметофита, спорофита, спор и условий оплодотворения; объясните связь сфагнума с удержанием воды и торфообразованием без формулы «все мхи образуют торф».
Что можно заключить: Оба мха имеют преобладающий гаметофит, но различаются строением и экологической ролью.
Безопасность: Не вырывайте мхи на охраняемых болотах и не заходите в топкие участки; используйте законно полученные гербарии и микрофотографии.
Практическая работа
Изучение особенностей строения плауна булавовидного
- На подписанном гербарном образце плауна булавовидного найдите ползучий побег, вертикальные ветви, мелкие листья и спороносные колоски, если они сохранены.
- На увеличенном изображении отличите спорангии от семян; по отдельной схеме подпишите спорофит и гаметофит, который обычно не виден в таком гербарии.
- Сравните плаун с мхом и хвойным растением по проводящим тканям и способу размножения, не называя современный плаун прямым предком ели.
Что можно заключить: Плаун — сосудистое споровое растение, и его гербарный спорофит не показывает весь жизненный цикл.
Безопасность: Используйте готовый гербарий; не собирайте редкие плауны в природе и не вдыхайте споры при работе с повреждённым образцом.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.