Содержание
Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители – щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.
Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры – карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.
Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей – травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.
Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки – сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).
В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал "корень" – у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега – корневища.
Строение
Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя – щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.
Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки – "улитки".
Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion – пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис – главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.
Жизненный цикл папоротниковидных
Листостебельное растение папоротника, изображенное выше – спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы – группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).
В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм "катапульты", споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.
Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы – соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).
Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления – гаустории (от лат. haustor – черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение – спорофит (2n). Цикл замыкается.
Значение папоротников
Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания – продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.
Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.
©Беллевич Юрий Сергеевич
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
История существования папоротника насчитывает порядка 400 млн. лет. Это споровое растение хорошо приспосабливается к разным условиям существования.
В настоящее время очень популярный вид растений. Насчитывается более 11 тыс. разновидностей такого цветка. Выращивают его как в открытом грунте, так и в комнатных оранжереях. Размножается он особенным способом.
Как размножается папоротник
Поскольку папоротник не цветет, у него не образуется семян. Подобно грибам и водорослям, размножение папоротников может идти спорами и вегетативно.
Активную роль тут играют листья. На них формируются споры. У некоторых разновидностей они располагаются внизу листа или на определенных спороносных листьях в верхней их половине.
Способы размножения папоротника бывают:
- Спорами.
- Отростками
- Делением куста.
- Выводковыми почками.
Размножение спорами
Размножение папоротников спорами очень длительный и трудоемкий процесс. Весь цикл состоит из сбора спор с последующим их хранением в пакетах с целью дозревания и высадкой в почву. Этот тип размножения проводится в несколько этапов:
- Ведется подготовка материала к посеву.
- Высадка спор.
- Выращивание проросшего молодняка.
Споры папоротника продаются в магазинах, однако, их можно собрать своими руками. Образование спор идет в спорангиях. Как только они окрасятся в коричневый цвет, их можно срезать. Первоначально споры укладываются в конверт с целью дозревания. Со временем у них появляется свойство сыпучести. С этого момента они готовы к посадке. Каждый сорт папоротника имеет споры разного времени всхожести. Поэтому сорта следует отделять друг от друга. Пакет должен быть хорошо запечатан, потому, что семена летают при малейшем дуновении ветра. При посадке проводят вскрытие пакета, предварительно хорошо по нему постучав.
На первом этапе готовится чернозем. Лучим субстратом, считается грунт для фиалок. Это почва, в которую добавлена 1 часть песка и 3 торфа. Землю нужно привести к однородности. Для этого ее просеивают, убирая крупные комья. Затем дезинфицируют, поместив в духовке с температурой 160 градусов.
Сажать споры можно в емкость из пластмассы или стекла. Главное, в ней должны быть предусмотрены отверстия для выхода излишней жидкости. Грунт укладывается толщиной 4 см , хорошо увлажняется и слегка утрамбовывается. Споры равномерно распределяются по всей территории поверхности. Посадив в почву споры, накрывают емкость стеклом. Важно, чтобы при появлении первых всходов, температура поддерживалась в районе 23 градусов. Если она будет ниже, то есть вероятность того, что споры не прорастут.
Во время прорастания спор увлажнение почвы идет умеренное, а конденсат не должен покрывать стекло с внутренней стороны. Применяемая вода очищена от хлора.
Через месяц, на поверхности грунта появятся первые всходы. Поскольку они еще не заключены в коричневую оболочку, почва покрывается тонким слоем зелени. Внешне она напоминает мох. Это проросшие споры, которые соединяются с землей при помощи волосков-ризоидов. В этот период за ними требуется хороший уход. Регулярно 3 раза в течение двух недель, обрабатывать поросль раствором эпина.
До появления первых листьев, стекло не снимается. В течение второго месяца идет образование корневой системы и формирование листвы. В целях закалки молодых саженцев, каждый день на 2 часа снимается стекло. Со временем этот период следует увеличивать. После достижения ростками 5 мм , их начинают опрыскивать из пульверизатора, поскольку для дальнейшего роста им требуется увлажненная среда.
Появившиеся маленькие ростки имеют форму сердечек. Они называются проталлиумом. Их нужно осторожно его извлечь и пересадить в другую тару из подготовленной почвенной смесью. Сверху также накрыть стеклом или целлофаном, до появления первых ростков. Можно больше не накрывать, но тогда нужно постоянно держать на контроле влажность. Как и на первом этапе их нужно закаливать. После появления листьев, проталлиумом переносится на открытое место.
В процессе размножения саженцам папоротника нужно место. С этой целью проводится 3 пикировки. Первая нужна до начала формирования корневой системы. Вторая, если будет особая необходимость, а третья, когда саженцы пойдут в рост.
После полугода, молодой папоротник помещается в отдельный горшок, а в 8 месяцев начинается бурный рост зелени.
Жизненный цикл папоротника
Споры у растения образуются в спорангиях, где их находится несколько тысяч штук. В случае их стихийного высвобождения, перенос ветром относит их на большие расстояния от основного куста. Если спора приземлилась на благоприятную почву, происходит ее прорастание. Размер образовавшихся заростков не превышает 5 мм . Внешне они имеют зеленый окрас. Одни заростки бывают женского пола, другие мужского. После слияния, начинается рост нового папоротника.
Растение очень неприхотливое к условиям обитания, но важным условием их жизнедеятельности является влажность почвы. Споры могут прорасти только в земле, насыщенной влогой. Процесс слияния мужских и женских отростков не произойдет, если грунт будет сухой.
Вегетативное размножение
К такому виду размножения относится деление куста, использование побегов или придаточных почек. Так, могут размножаться все виды папоротников.
Период размножения составляет март–апрель месяц, поскольку в это время идет процесс активного корнеобразования.
Деление куста
Для такого размножения удобнее всего использовать разросшийся куст, у которого имеется много розеток. Ранней весной, его разделяют с таким расчетом, чтобы на каждой части присутствовало по 3 розетки и имелась корневая часть. В итоге такой папоротник можно разделить на 3 или 4 новых куста. Делить растение на большее количество частей с одной розеткой, не имеет смысла, поскольку оно может не прижиться.
Разделенные фрагменты куста высаживают в отдельные горшки. Грунт хорошо увлажняется. Внимательный уход требуется до появления молодых листьев. Интервал поддерживаемых температур -18-22 градуса.
Боковые побеги
В процессе роста, у папоротника идет образование не только листьев, но и усов, которые носят название боковые побеги. Они снабжают основное растение питательными веществами, как и корневая система. При попадании их во влажную почву, происходит врастание и образование нового папоротника.
Можно искусственно поместить усы во влажный грунт и слегка присыпать землей. Температура грунта должна быть не меньше 18 градусов. Процесс укоренения занимает до четырех недель. После этого отделять его от материнского куста нельзя, поскольку он может погибнуть. Самостоятельное существование он может начать после появления третьего листа.
Выводковые почки
Таким способом могут размножаться только некоторые виды папоротников. Образуются почки на листьях. Если рост папоротника проходит стихийно, то они отпадают и, попадая во влажный грунт, прорастают. Если же процесс идет в домашних условиях, то отделение выводковой почки не требуется. Когда она образовалась в верхней част листа, ветку с листом пригибают к земле и прикапывают. После прорастания и появления третьего листа, молодой папоротник можно отделять от матери.
Из всех видов размножения папоротников, самым сложным является посев спор. Процесс трудоемкий и в домашних условиях требует к себе постоянного внимания. Поэтому применяется только в тех случаях, когда растение не дает боковых отростков.
Часть 1. Вопросы с одним правильным ответом.
На каждый вопрос этой части выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Правильный ответ – 1 балл, ошибка – 0.
Из споры папоротника развивается
А. коробочка на ножке
Б. новое спороносное растение папоротника
Растения в фитоценозе являются средообразователями потому, что они
А. выделяют кислород
Б. являются продуцентами
В. синтезируют крахмал
Г. создают условия жизни другим организмам +
Цветок считают видоизменением побега потому, что он имеет
А. осевые и листовые части +
Б. лепестки и чашелистики
В. цветоножку и цветоложе
Г. пестик и тычинки
К отделу Голосеменные растения относится
| А. магнолия | В. селагинелла |
| Б. гинкго + | Г. верблюжья колючка |
Шампиньоны можно выращивать на перегное, потому что они
А. не образуют микоризу
Б. почвенные паразиты
Клетки корневого чехлика
А. мёртвые с толстыми оболочками
Б. живые с толстыми оболочками
В. живые с тонкими оболочками +
Г. мёртвые с тонкими оболочками
Комнатные цветковые растения, которые размножили вегетативным способом, имеют корневую систему
А. придаточных корней (мочковатую) +
Б. смешанного типа
Г. типичную для своего класса (однодольных или двудольных)
Соплодие формируется у
| А. ананаса + | В. подсолнечника |
| Б. ежевики | Г. мака |
Основным продуктом фотосинтеза является
| А. кислород | В. энергия |
| Б. крахмал + | Г. углекислый газ |
10. Органы выделения насекомых:
А. мальпигиевы сосуды и почки
Б. легочные мешки
Г. мальпигиевы сосуды +
Непереваренные остатки пищи удаляются у простейших через
Б. поверхность тела или порошицу +
В. сократительные вакуоли
Г. пищеварительные вакуоли
К классу ракообразных относятся
| А. скорпионы | В. циклопы + |
| Б. клещи | Г. нереиды |
По три пальца на ногах имеют копытные животные
| А. носороги + | В. тапиры |
| Б. зебры | Г. ослы |
Эхинококк может жить в организме человека в состоянии
Б. только взрослого организма
В. финны и взрослого организма +
Половые органы у костных рыб открываются наружу
А. самостоятельным отверстием +
Б. мочеполовым отверстием у самцов, половым отверстием у самок
В. анальным отверстием
Г. отверстием клоаки
Пресмыкающееся гаттерия относится к отряду
| А. чешуйчатых | В. черепах |
| Б. клювоголовых + | Г. крокодилов |
Эпидермис кожи человека образован
А. однослойным плоским эпителием
Б. многорядным реснитчатым эпителием
В. многослойным ороговевающим эпителием +
Г. плотной неоформленной соединительной тканью
На какой орган воздействует тиреотропный гормон?
| А. гипофиз | В. щитовидная железа + |
| Б. надпочечники | Г. поджелудочная железа |
Форму уха обеспечивает
А. эластический хрящ +
В. плотная неоформленная соединительная ткань
НЕ является железой внутренней секреции
| А. щитовидная железа | В. гипофиз |
| Б. поджелудочная железа | Г. печень + |
Фибриноген превращается в фибрин под действием
| А. тромбина + | В. протромбина |
| Б. протромбиназы | Г. гепарина |
Переваривание белков начинается
| А. в ротовой полости | В. в тонкой кишке |
| Б. в желудке + | Г. в толстой кишке |
Болезнь ботулизм вызывается попаданием в желудочно-кишечный тракт
В. токсина, выделенного бактерией +
24. Наибольшей оптической силой обладает следующий элемент светопреломляющего аппарата глаза:
| А. роговица | В. хрусталик + |
| Б. водянистая влага | Г. стекловидное тело |
25. Вид ткани, образующийся только из эктодермы:
| А. эпителиальная | В. мышечная |
| Б. соединительная | Г. нервная + |
Не имеют жесткой клеточной стенки клетки
| А. дрожжей | В. листьев березы |
| Б. костной ткани + | Г. туберкулезной палочки |
Открытие клеточных мембран стало возможным после
А. изобретения светового микроскопа в XVII веке
Б. усовершенствования светового микроскопа в XIX веке
В. изобретения электронного микроскопа в ХХ веке +
Г. появления методов клеточной инженерии в ХХ веке
Хлоропласты есть в клетках
А. всех эукариот
Б. растений и грибов
В. растений и части простейших +
Г. растений и части прокариот
Гены – это участки молекул
| А. белков | В. РНК |
| Б. ДНК | Г. ДНК или вирусных РНК + |
К бесполому размножению НЕ относят
А. деление амебы
Б. образование спор у бактерий
В. размножение паразитических червей-гермафродитов +
Г. высадку тюльпанов луковицами
Мейозом у животных делятся
Б. любые клетки под действием половых гормонов
В. половые клетки
Г. клетки гонад – яичников и семенников +
Споры растений
А. гаплоидны и образуются в результате мейоза +
Б. диплоидны и образуются в результате мейоза
В. гаплоидны и образуются митозом
Г. диплоидны и образуются митозом
К эукариотам относятся
| А. риккетсии | В. мукор + |
| Б. микоплазмы | Г. сине-зеленые водоросли |
42. Родопсин – это :
А. нуклеиновая кислота
Б. жироподобное вещество
В. сложный белок +
Г. сложный углевод
43. К реакциям биосинтеза не относится процесс образования
В. воды и углекислого газа при дыхании +
Г. нуклеиновых кислот
Выберите верные суждения.
| 1. Пищеварение у гидры полностью проходит в кишечной полости. 2. У всех млекопитающих зубы разделены на резцы, клыки, коренные. 3. Усики насекомых – органы обоняния. 4. Ноздри рыб не сообщаются с ротоглоткой. 5. Все рыбы нерестятся весной. 6. Ушные раковины имеются только у млекопитающих. | А) 1, 2, 6 Б) 3, 4, 6 + В) 2, 3, 5 Г) 1, 3, 5, 6 |
Часть 3. Задания на сопоставление.
1. Соотнесите названия структур с веществами, входящими в их состав: (3 балла)
| СТРУКТУРЫ | ВЕЩЕСТВА |
| 1. Мышцы 2. Рибосомы 3. Клеточные стенки 4. Мембраны 5. Хромосомы 6. Микротрубочки | А. Белки и РНК Б. Белки и ДНК В. Белки и липиды Г. Белок тубулин Д. Белки актин и миозин Е. Белки и полисахариды |
2. Распределите названные ниже растения по семействам (7 баллов)
| СЕМЕЙСТВА | ВИДЫ РАСТЕНИЙ | |
| А. Крестоцветные Б. Бобовые В. Паслёновые Г. Сложноцветные Д. Розоцветные Е. Злаковые Ж. Лилейные | 1. Клевер луговой 2. Овёс посевной 3. Рябина сибирская 4. Лапчатка гусиная 5. Белена чёрная 6. Картофель 7. Ромашка аптечная | 8. Тюльпан лесной 9. Мятлик луговой 10. Фасоль посевная 11. Подсолнечник 12. Пастушья сумка обыкновенная 13. Лук репчатый 14. Капуста огородная |
3. Распределите представителей червей по Типам (5 баллов)
| ТИПЫ | ПРЕДСТАВИТЕЛИ | |
| А. Тип Плоские черви Б. Тип Круглые черви В. Тип Кольчатые черви | 1. Бычий цепень 2. Дождевой червь 3. Пескожил 4. Эхинококк 5. Свиная аскарида | 6. Кошачья двуустка 7. Острица 8. Молочная планария 9. Стеблевая нематода 10. Медицинская пиявка |
4. Найдите в списке термины, наиболее точно описывающие объекты, отмеченные цифрами на рисунке.
| Определите, что это за процесс.(4 балла) А. м-РНК Б. т-РНК В. кодон Г. антикодон Д. рибосома Е. аминокислота Ж. полипептид Запишите название процесса на рисунке. |  |
Часть 4. Задачи и задания по рисункам.
| Задание 1. Анатомия человека(9 баллов) | |
 |
 |
| Рисунок 1 | Рисунок 2 |
| Рассмотрите рисунок 1. Назовите все представленные на нем кости. К какому отделу скелета они относятся? | Рассмотрите рисунок 2. Какие кости на этом рисунке аналогичныкостям 3, 4, 5 рисунка 1?. |
| Что способствует большей подвижности кисти в сравнении с подвижностью стопы? |
Задание 2. Зоология позвоночных.(7 баллов)
 |
 |
 |
| Череп 1 | Череп 2 | Череп 3 |
| 1) Определите систематическое положение животных, чьи черепа изображены на рисунках (от типа до отряда). Для животного с черепом №2 определите также и подотряд. 2) Что является основным систематическим признаком, позволяющим по черепам определить принадлежность этих животных к отрядам? 3) Опишите те особенности этого признака у данных черепов, которые позволили вам определить отряды. |
| Задание 3. Физиология растений(8 баллов) | |
 |
1) К какому царству относится организм, чьи клетки изображены на рисунке? Обоснуйте свой ответ. 2) Клетки №1 и №2 помещены в разные растворы. Предположите, чем отличаются эти растворы? 3) Что произошло с клеткой №2? Как называется это явление? 4) Что нужно сделать, чтобы клетка №2 перешла в состояние клетки №1? Как называется явление, которое произойдет тогда с клеткой? 5) Что произойдет, если поместить клетку №1 в спиртовой раствор йода, а затем заменить раствор йода на 1М раствор сахарозы? Чем объясняются ожидаемые явления? |
| Клетка 1 Клетка 2 |
Задание 4. Решите задачу.(4 балла)
Интенсивность метаболизма у тюленей и китов в 2 раза выше, чем у наземных животных. В чем физиологический смысл этого?
Есть ли у китов и тюленей другие особенности строения (анатомические или физиологические), которые позволяют решить ту же проблему их существования?
В воде теплопотери больше, чем в воздухе – 1 балл
Поэтому китам и тюленям приходится вырабатывать дополнительное количество тепла, что достигается усилением метаболизма – 1 балл
1) толстый подкожный слой жира в качестве теплоизоляции – 1 балл
2) крупные размеры тела (уменьшается соотношение поверхность/объем, а значит, уменьшается теплопотеря). – 1 балл
1 часть – 48 2 часть – 20
3 часть – 3 + 5 + 7 + 4 = 19
4 часть – 8 плазмолиз + 9 кости + 7 черепа + 4 задача = 28
Часть 1. Вопросы с одним правильным ответом.
На каждый вопрос этой части выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Правильный ответ – 1 балл, ошибка – 0.
Из споры папоротника развивается
А. коробочка на ножке
Б. новое спороносное растение папоротника
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).