Kõrgemate taimede mitmekesisus: päritolu ja elutsükkel, erinevused madalamatest taimedest. Taimeriigi esindajatele iseloomulikud omadused Alamtaimed ja nende omadused
Madalamate taimede hulka kuuluvad taimemaailma kõige lihtsamini organiseeritud esindajad. Madalamate taimede vegetatiivne keha ei ole jagatud organiteks (vars, leht) ja seda esindab tallus - alumistele taimedele on iseloomulik keeruka sisemise diferentseerumise puudumine, neil puudub anatoomiline ja füsioloogiline kudede süsteem. nagu kõrgemad taimed, on madalamate taimede suguelundid üherakulised (erandiks on Characeae ja mõned pruunvetikad. Madalamate taimede hulka kuuluvad; bakterid, vetikad, limahallitused (myxomycetes), seened, samblikud. Vetikad kuuluvad autotroofsete organismide rühma. Bakterid (harvade eranditega), müksomütseedid ja seened on heterotroofsed organismid, mis vajavad valmis orgaanilist ainet. Tundub, et mõlemad täiendavad üksteist. Vetikad on peamised orgaanilise aine tootjad veekogudes. Orgaaniliste ainete lagunemine ja mineraliseerumine toimub heterotroofsete organismide: bakterite ja seente tegevuse tulemusena. Tänu orgaanilise aine lagunemisprotsessidele täitub atmosfäär süsinikdioksiidiga. Mõned mullabakterid ja sinivetikad on võimelised siduma vaba õhulämmastikku. Seega on autotroofsete ja heterotroofsete organismide poolt läbiviidav ainete bioloogiline tsükkel mõeldamatu ilma madalamate taimede tegevuseta. Oma laia leviku looduses ja arvukuse poolest on madalamad taimed kõrgematest kõrgemad.
32.Vetikad. Klassifikatsioon, struktuursed omadused ja paljundamine
Vetikad on suur ja mitmekesine madalamate tallitaimede rühm, mille peamiseks elupaigaks on vesi. Vetikad moodustavad vähemalt poole kogu biosfääri hapnikutoodangust. Need võivad olla ühe- või mitmerakulised. Nende peamine omadus on keha jagunemise puudumine organiteks ja tõelisteks kudedeks. Sellist keha nimetatakse talluseks. Vetikad on levinud mage- ja soolaveekogudes, palju harvem maismaal (puutüvedel). Vetikad paljunevad seksuaalselt ja aseksuaalselt. Hingamine toimub kogu keha pinnal. Autotroofne toitumine (valguses) - pimedas lülituvad paljud vetikad heterotroofsele toitumisrežiimile, neelavad lahustunud orgaanilisi aineid üle kogu kehapinna. Rohevetikate jaotusse kuuluvad klorofülli sisaldavad üherakulised, koloniaal- ja mitmerakulised organismid. Erinevalt kõrgematest taimedest sisaldub klorofüll kromatofooris ( vetikaplastiidid). Erinevate vetikate rakkudes on kromatofoorid erineva kujuga: paelad, spiraalid, kausid. Paljudel üherakulistel esindajatel on liikumisorganellid - flagellad. Vetikad on: sinakasrohelised, pürofüütsed, kuldsed, ränivetikad, kollakasrohelised, pruunid, punased, eugleensed, rohelised ja harofüütsed. Rohevetikate osakond, 20 tuhat liikiÜherakulised koloonia- ja mitmerakulised tallitaimed. Nad elavad mage- ja soolaveekogudes, niiskel pinnasel ja puukoorel sümbioosis seentega (samblikud). Kromatofoorid sisaldavad rohelist pigmenti klorofüll. Fotosünteesi tulemusena moodustuvad nad tärklist Nad paljunevad sugulisel teel, eoste abil ja vegetatiivselt - talluse tükkidega. Nad talvituvad sügoodi staadiumis (2n) reservuaaride põhjas. Tsüklis domineerib vegetatiivne haploidne põlvkond (n) Üherakuline: klamüdomonas, klorella– moodustavad veekogude fütoplanktoni, mis on toiduks vees elavatele vähilaadsetele ja kaladele. Mitmerakuline: ulothrix, spirogyra, cladophora– rikastada vett hapnikuga ja moodustada põhiosa reservuaari orgaanilisest ainest. osakond pruunvetikad, 1,5 tuhat liiki Enamik neist on 50 m sügavuse merepõhja (bentos) mitmerakulised asukad. Tallus koosneb varrest, leheosadest ja risoididest (mõnedel liikidel ulatub kümnete ja sadade meetriteni). Kromatofoorid sisaldavad klorofüll, pruun pigment - fukoksantiin ja oranž - karotenoidid. Fotosünteesi saadusteks on suhkrualkoholid - mannitool ja laminariin Arengutsüklis domineerib eoste teke - sporofüüt (2n). Fucus, cystoseira, sargassum, akord. Tööstuses saadakse vetikatest kaaliumisoolasid, joodi ja algiinhapet pruunvetikas(merikapsas). Osakond Punased vetikad või lillad vetikad, 4 tuhat liiki Enamasti on merepõhja mitmerakulised asukad (bentos) 100 m sügavusel Mõnede liikide rakumembraane saab mineraliseerida magneesiumi- ja kaltsiumisooladega. Tähekujulised kromatofoorid sisaldavad punast pigmenti fükoerütriin ja sinine fükotsüaan. Fotosünteesi saadus on lilla tärklis. Nad paljunevad aseksuaalselt ja seksuaalselt. Arengutsüklis puuduvad lipulised etapid. Domineerib eoste põlvkond. Koos korallide polüüpidega osalevad nad tööstuses ookeani saarte moodustamisel ahnfeltsie saadakse agar-agar Sellel on toidurakendused lilla
3. OSA. Taimede kuningriik
Madalamad taimed
VALIK 1
A1. Peamised orgaaniliste ainete tootjad Maal on
1) taimed
2) loomad
4) bakterid
A2. Autotroofne toitumistüüp on tüüpiline enamikule
1) taimed
2) loomad
3) kübarseened
4) käärimisbakterid
AZ. Taimerakkudel on spetsiaalne organell
2) kloroplast
3) tsütoplasma
4) välismembraan
A4. Taime eluprotsesse reguleerib molekul
2) glükoos
3) hapnik
4) fütohormoonid
A5. Taimerakkude ainevahetusprodukte leidub
2) plastiidid
3) rakumahl
4) rakusein
A6. Taimeriigi kõige iidsemad esindajad on
2) õitsemine
3) vetikad
4) sõnajalad
A7. Moodustub mitmerakuliste vetikate keha
1) tallus
2) seeneniidistik
3) kangad
A8. Vetikarakkudes toimub orgaaniliste ainete süntees
2) vakuoolid
3) kloroplast
4) rakusein
A9. Taimede seksuaalse paljunemise protsessis moodustub sugurakkude sulandumine
1) sigoot
2) muna
3) sperma
4) sugurakk
A10. Taimede arengutsüklis on põlvkond, milles eosed valmivad
1) sporofüüt
2) gametofüüt
B1.
A. Põhiosa planeedi biomassist moodustavad seened.
B. Kollased ja punased karotenoidpigmendid taimerakkudes tekivad siis, kui lehed muutuvad kollaseks.
1) Ainult A on õige
2) Ainult B on õige
3) Mõlemad otsused on õiged
4) Mõlemad otsused on valed
B2. Kas järgmised väited on tõesed?
A. Laminaria vetikaid ehk merevetikaid kasutavad inimesed toiduks.
B. Fotosünteesi käigus tekib vetikarakkudes hapnik, mis satub keskkonda.
1) Ainult A on õige
2) Õige on ainult B
3) Mõlemad otsused on õiged
4) Mõlemad otsused on valed
BZ. Valige kolm tõesed väited. Mitmerakulised vetikarakud sisaldavad
1) raku sein
2) vormimata südamik
3) plastiidid
4)tsütoplasma
5) ripsmed
6) lihaskiud
B4. Määrake Chlamydomonas'e mittesugulise paljunemise etappide järjestus, alustades täiskasvanud isendist.
1) täiskasvanu
2) noor organism
3) jagunemine eoste tekkega
4) vaidlused
Vastus: 1, 3, 4, 2.
2. VARIANT
Iga ülesande jaoks valige nelja pakutud vastuse hulgast üks õige vastus.
A1. Moodustub teatud ala asustavate elusorganismide kogum
2) biotsenoos
3) kuningriik
4) biosfäär
A2. Rakkudes toimub orgaaniliste ainete moodustumine anorgaanilistest ühenditest
1) taimed
2) loomad
3) hallitusseened
4) bakterid mädanema
AZ. Taimerakud sisaldavad spetsiaalset ainet
2) hapnik
3) süsivesikute glükoos
4) klorofülli pigment
A4. Moodustub taimeraku tihe membraan
1) klorofüll
2) karotenoid
3) tselluloos
4) fütohormoonid
A5. Taimede elustiku eripära on
1) süsinikdioksiidi sissehingamine
2) piiratud kasv
3) toitumine valmistatud orgaaniliste ainetega
4) orgaaniliste ainete teke valguses
A6. Muda moodustub reservuaaride põhjas
1) rohelised niitvetikad
2) punavetikad
3) pruunvetikad
A7. Madalamate taimede peamiseks omaduseks peetakse
1) seemnete puudumine
2) vaidluste esinemine
3) kangaste puudus
4) elundite olemasolu
A8. Seksuaalne paljunemine taimed põhinevad sulandumisel
1) sugurakud
2) suguelundid
3) kloroplastid
4) põgenemise osad
A9. Esineb vetikate aseksuaalne paljunemisviis
1) tärkav
2) vaidlused
3) seemned
4) sugurakud
A10. Taimede arengutsüklis on põlvkond, milles sugurakud küpsevad
1) sporofüüt
2) gametofüüt
B1. Kas järgmised väited on tõesed?
A. Rakumahl on orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete lahus.
B. Taimed toodavad biomassi, millest toituvad loomad ja teised heterotroofid.
1) Ainult A on õige
2) Õige on ainult B
3) Mõlemad otsused on õiged
4) Mõlemad otsused on valed
B2. Kas järgmised väited on tõesed?
A. Vetikad elavad ainult sügavate veehoidlate põhjas.
B. Agar-agar ekstraheeritakse vetikatest, mida kasutatakse marmelaadi valmistamiseks.
1) Ainult A on õige
2) Õige on ainult B
3) Mõlemad otsused on õiged
4) Mõlemad otsused on valed
BZ. Valige kolm tõest väidet. Vetikad paljunevad
1) vaidlused
2) sugurakud
3) tärkamine
4) seemned
5) talluse osad
6) muudetud juured
B4. Määrake Chlamydomonas'e sugulise paljunemise etappide järjestus, alustades täiskasvanud inimesest.
1) täiskasvanu
2) väetamine
3) sugurakkude moodustumine
4) noororganismid
Vastus: 1, 3, 2, 5, 4.
Kõrval välimus, selle struktuuris ja bioloogilised omadused kõrgemad taimed on väga mitmekesised. Nende hulka kuuluvad lisaks õitsemis- ja võimlemisseemnetele ka sõnajalad, korte, samblad ja samblad. Peamine erinevus seemnetaimede ja kõrgemate eoste taimede vahel on seemnete paljundamine. Liikide arv ulatub 300 tuhandeni ja mõne botaaniku sõnul vähemalt 500 tuhandeni.
üldised omadused
Kõrgemad taimed on välja töötanud palju erinevaid kohandusi ja omadusi elamiseks erinevates maatingimustes. Angiospermid on saavutanud suurima arengu ja maapealse eluviisiga kohanemisvõime.
Kõrgematele taimedele iseloomulikud omadused:
- Diferentseerumine elunditeks ja kudedeks;
- ksüleemist ja floeemist koosnev juhtivsüsteem;
- õige põlvkondade vahetus;
- sugulise paljunemise organid: antheridia ja arhegonia;
- Taimekehale on iseloomulik lehe-varre struktuur.
Põhjused taimede jagamiseks kõrgemateks ja madalamateks
Kõik taimemaailma esindajad jagunevad sõltuvalt nende struktuurist kahte rühma - madalamaks ja kõrgemaks.
Peamine kriteerium, mille järgi taimed liigitatakse kõrgemateks, on keeruka koestruktuuri olemasolu. Seda esindavad juhtivad ja mehaanilised kuded. Eripäraks on ka hingetoru, hingetoru ja sõeltorude olemasolu, mis toimetavad toitained kiiresti juurest lehtedele, õisikutele ja vartele.
Madalamad on omakorda primitiivse ehitusega, ühest rakust koosnevad mitmerakulised organismid, mille keha nimetatakse talluseks. Neil puuduvad juured, varred ja lehed.
Lihas- ja närvikoe puudumine
Kõrgemad taimed on elusorganismide rühm, millel on looduses eriline koht. Taimemaailma esindajad on võimelised fotosünteesiks, nad muundavad energiat päikesevalgus orgaaniliseks aineks ja hapnikuks. Toitumise saavad nad mullast ja keskkonnast, seega ei pea nad toidu otsimisel ringi liikuma. Väetamine toimub näriliste, putukate ja tuule abil, mistõttu nende lihas- ja närvikude ei arene. Erinevalt loomadest, kes läbivad suuri vahemaid, et saada toitu ja otsida soodsaid kohti sigimiseks ja järglaste kasvatamiseks.
Tähendus looduses ja inimelus
- Atmosfääriõhu rikastamine hapnikuga.
- Toiduahela lahutamatu lüli.
- Kasutatud kui ehitusmaterjal, tooraine paberi, mööbli jms valmistamiseks.
- Rakendus kasulikud omadused meditsiinis.
- Looduslike kangaste tootmine (linane, puuvill).
- Puhastab õhku tolmu saasteainetest.
Eluring
Kõrgemaid taimi iseloomustab selgelt väljendunud kahe põlvkonna vaheldumine: seksuaalne (gametofüüt) ja aseksuaalne (sporofüüt). Sporofüüt omandas järk-järgult gametofüüdi üle domineeriva positsiooni. Erandiks on ainult samblad, kuna neis saavutab gametofüüt suurema arengu ja sporofüüt, vastupidi, on oluliselt vähenenud.
Evolutsiooni käigus on suguprotsess muutunud keerukamaks, välja on kujunenud mitmerakulised suguelundid, mis kaitsevad hästi munarakku kuivamise eest. Emassuguraat – munarakk – on liikumatu. Järk-järgult toimusid meeste sugurakkude struktuuris ja füsioloogias olulised muutused.
Arenenumatel kõrgemate taimede tüüpidel (angiospermid) muutusid lipudega liikuvad spermatosoidid ilma vibureta spermatosoidiks, mis kaotasid võime iseseisvalt liikuda. Ja kui iidsemate maismaa esindajate (samblad, samblad, korte ja sõnajalad) puhul on viljastamise akti sõltuvus veekeskkonnast endiselt olemas, siis organiseeritumate tüüpide puhul (enamik seemneseemneid ja kõik katteseemnetaimed) on sugulise paljunemise täielik sõltumatus tilgast. - täheldatakse vedelat vett.
Sporofüüt on mittesuguline diploidne põlvkond, millel moodustuvad mittesugulise paljunemise organid – eoslehekesed. Pärast redutseerivat jagunemist moodustuvad neis haploidsed eosed. Nendest areneb haploidne gametofüüt.
Päritolu
Umbes 400 miljonit aastat tagasi ilmusid esimesed maismaal elama kohanenud taimede vormid. Veest väljumine tõi teatud liikide struktuuris kaasa adaptiivsed muutused, mis vajasid ellujäämiseks uusi struktuurielemente.
Niisiis köögiviljamaailm lahkus veekeskkonnast ja asus asustama maa-alasid. Sellised "rajaleidjad" olid veehoidlate kallaste lähedal kasvanud rinofüüdid.
See on üleminekuperiood madalamate taimede (vetikate) ja kõrgemate taimede vahel. Rinofüütide struktuuril on palju sarnasusi vetikatega: tõelisi varsi, lehti ja juuresüsteeme polnud näha. Need kinnitati mulla külge risoidide abil, mille kaudu said nad toitaineid ja vett. Rinofüütidel olid sisekuded, mis kaitsesid neid kuivamise eest. Nad paljunesid eoste abil.
Rhiniophytes hiljem muutsid ja andsid tõuke samblad, korte ja sõnajalad, millel olid juba varred, lehed ja juured. Need olid tänapäevaste eostaimede esivanemad.
Miks liigitatakse samblad ja õistaimed kõrgemate eoste hulka?
Samblad on kõrgemad taimed, millel on kõige primitiivsem struktuur. Juuresüsteem puudub. Neid eristab vetikatest risoidid, mis eristuvad organiteks ja kudedeks. Samblad, nagu ka kõrgemad taimed, paljunevad eostega.
Õitsevatel esindajatel on keha jagatud organiteks. Vegetatiivsed organid on juured ja võrsed, mis tagavad kasvu ja arengu. Nagu ka paljunemisorganid – viljad, seemned, lilled, mis vastutavad paljunemise eest.
Sarnasused ja erinevused vetikatega
Erinevused:
- Vetikad ei eristu elunditeks ja kudedeks, sageli esindab keha üks rakk või nende kobar. Kõrgemad taimed on varustatud hästi arenenud kudedega, neil on juured, lehed ja varred.
- Vetikates domineerib mittesuguline paljunemine algse emaraku jagunemise teel. Neid iseloomustab ka vegetatiivne ja seksuaalne jagunemine. Kõrgemate eostega taimi iseloomustab seksuaalsete ja aseksuaalsete põlvkondade range vaheldumine.
- Millised organellid kõrgemates rakkudes puuduvad, kuid on iseloomulikud madalamatele liikidele? Need on tsentrioolid, mis esinevad ka loomadel.
Sarnasused:
- Toitumise meetod – mõlemad taimerühmad on fotoautotroofid.
- Raku struktuur: rakuseina olemasolu, klorofüll, toitained.
- Nad ei saa aktiivselt liikuda, nende elutsüklis vahelduvad kaks faasi: gametofüüt ja sporofüüt.
Elusolendite maailm koosneb taimedest, loomadest ja mikroorganismidest, mille vahel on sügav ühtsus, mis väljendub rakustruktuuri sarnasuses, keemiline koostis ja ainevahetust. Ärrituvus, kasv, paljunemine ja muud elutegevuse põhiilmingud on iseloomulikud kõigile elusorganismidele.
Siiski, vastavalt teatud märkide kompleks taimi saab kergesti eristada teiste kuningriikide esindajatest.
- Taimerakkudel on suured rakumahlaga täidetud vakuoolid.
- Taimerakkudel puudub rakukeskus (tsentrosoom).
- Tsütoplasmas olevad mineraalsoolad võivad esineda kas lahustunud olekus või kristallidena.
- Taimedel ei ole spetsiaalseid eritusorganeid.
- Nad on võimelised piiramatult kasvama, mis esineb teatud kehapiirkondades, mille moodustavad meristeemilised diferentseerumata rakud (tüvekambium ja kasvukoonused juurte ja võrsete tipus, interkalaarne meristeem teraviljade sõlmedes).
- Enamikku taimi iseloomustab keha tugev hargnemine, mis suurendab selle pindala. See omadus on tingitud taimede eluviisist - gaasiliste (atmosfäärist) ja vedelate (mullast) komponentide imendumisest. Hargnemine loob rohkem soodsad tingimused valguse püüdmiseks ja ainete neelamiseks.
- Kõiki taimede eluprotsesse reguleerivad spetsiaalsed ained - fütohormoonid.
- Enamikku taimi iseloomustab närbumise ja lehtede langemise hooajalisus külma ilmaga ja aktiivne kasv kudede ja pungade moodustumine soojenemise ajal.
- Taimed on kõigi troofiliste ahelate esimene lüli, sest loomade elu sõltub neist.
Enamik taimi on rohelised, kuid mõnikord võivad need olla erinevat värvi.
Näide 1
Näiteks on punased, pruunid ja kollased lilled. Taimede värvuse määrab nende rakkudes sisalduvad spetsiaalsed ühendid - värvained, mida nimetatakse pigmentideks (ladina keelest pigmentum - värv). Roheline värv taimed on põhjustatud spetsiaalsest, kõige tavalisemast värvainest - pigmendist klorofüll (kreeka keelest chloros "roheline" ja phyllon - "leht").
Just klorofüll tagab fotosünteesi protsessi, mille käigus taimed püüavad päikesevalgust ja neelavad nende energiat. Seega mõistavad taimed oma ainulaadset võimet: nad muunduvad päikeseenergia nende loodud orgaaniliste ainete keemilise energia kohta.
Taimed pakuvad loomadele otseselt või kaudselt energiaallikat. Fotosünteesi tähtsus meie planeedil eksisteerimiseks ei piirdu ainult orgaaniliste ainete moodustumisega anorgaanilistest. Fotosünteesi käigus ei ima taimed mitte ainult süsihappegaasi, vaid eraldavad ka hapnikku, mida teised organismid hingavad. Enne fotosünteetiliste organismide tulekut ei olnud Maa atmosfääris hapnikku.
Taimed hoiavad atmosfääris hapnikutaset $(21\%)$, mis on vajalik enamiku organismide eksisteerimiseks ja takistavad liigse süsihappegaasi kogunemist sellesse. Taimede oluline roll on ka õhu puhastamisel kahjulike ainetega saastatusest.
Kõiki taimi iseloomustab tihedate rakumembraanide (seinte) olemasolu, mis koosnevad peamiselt tselluloosist. Rakusein on supramembraanne struktuur. Tselluloos on taimedele iseloomulik süsivesik. See annab rakkudele elastsuse ja säilitab püsiva kuju.
Taimedel on sageli väga keeruline struktuur osa neist on aga üherakulised organismid (Chlamydomonas, Chlorella).
Nende organismide rakud on üsna suured (kuni mitu sentimeetrit) ja neil on suur tsentraalne vakuool, mis reguleerib turgorit (osmootne rõhk rakus, mis põhjustab rakumembraani pinget).
Asendaja toitaine tavaliselt on tärklise või sarnase struktuuriga terad ja keemilised omadused süsivesikud (lilla tärklis - vetikad, inuliin - maapirn). Taimerakud võivad ühineda kudedeks, mis omakorda peaaegu täielikult puuduvad rakkudevahelisest ainest. Mõned koed, nagu sklerenhüüm ja kork, koosnevad peaaegu täielikult surnud rakkudest.
Lisaks sisaldavad taimed erinevalt loomadest Erinevat tüüpi rakud, ksüleemi alus koosneb sanitaartehnilistest elementidest ja puidukiududest.
Põhimõtteliselt juhivad taimed kiindunud elustiili. Neid iseloomustavad ainult eriliigutused: tropismid – kasvuliigutused ja vastikud – liigutused vastuseks stiimulile.
Märkus 1
Teada on umbes 350 $ tuhat taimeliiki, mille hulgas on üherakulisi, koloniaal- ja mitmerakulisi organisme. Ilma taimedeta oleks enamiku teiste elusorganismide olemasolu meie planeedil võimatu. Taimed on need, mis hoiavad asju pidevalt gaasi koostis atmosfääri, neelates süsinikdioksiidi ja vabastades hapnikku. Nad koguvad Maale orgaanilist ainet (umbes 4,5 x 1011 miljardit tonni aastas).
Taimekooslused (fütotsenoosid) moodustavad meie planeedi maastikulise mitmekesisuse, aga ka piiramatu hulga keskkonnatingimusi teistele organismidele. Need taimed määravad eelkõige konkreetse koosluse iseloomu.
Taimed jagunevad madalamateks (vetikateks) ja kõrgemateks. Igal rühmal on omakorda ka oma iseloomulikud jooned.
Madalamate taimede omadused:
- Keha esindab ühe- või mitmerakuline släng ehk talom.
- Keha on hargnemata ehk dihhotoomselt hargnev, kuid ei jagune vegetatiivseteks organiteks.
- Kehal puudub spetsiaalne juhtiv kude.
Kõrgemate taimede iseloomulikud tunnused:
- Seal on enam-vähem hästi arenenud vegetatiivsed organid.
- Neil on spetsiaalne juhtivate kangaste ja mehaaniliste elementide süsteem.
- Põlvkondade õige rütmiline vaheldumine.
- Täiendavate pigmentide puudumine rakkudes.
- Arenes välja mitmerakuline naise reproduktiivorgan (arhegonium).
