Отдел Папоротниковидные

Определения и обозначения

Папоротниковидные — группа высших споровых растений, к которой относятся папоротники. Они не образуют семян, поэтому расселяются с помощью спор и зависят от особого жизненного цикла.

Корневище — подземный побег папоротника, от которого отходят придаточные корни и листья. Оно запасает вещества и связывает органы растения, поэтому папоротник может закрепляться в почве и получать воду.

Вайя — крупный лист папоротника. Она растёт верхушкой, часто бывает рассечённой и улавливает свет, поэтому её клетки выполняют фотосинтез и образуют органические вещества.

Сорус — группа спорангиев на нижней стороне вайи, где образуются споры. По сорусам можно заметить, что лист участвует не только в фотосинтезе, но и в размножении растения.

Как это устроено

Папоротник состоит из корневища, придаточных корней и вай. Корни поглощают воду и минеральные соли, корневище удерживает растение и проводит вещества, а вайи получают свет и выполняют фотосинтез. Такая связь органов позволяет растению одновременно закрепляться, питаться и создавать органические вещества.

Молодые вайи часто свёрнуты улиткой, потому что так нежная верхушка защищена от повреждений и пересыхания. По мере роста клетки верхушечной части делятся, участки листа постепенно распрямляются, и вайя разворачивается. Взрослый лист увеличивает площадь, которая улавливает свет.

На нижней стороне вайи формируются сорусы, состоящие из спорангиев. Внутри спорангиев специальные клетки дают начало спорам, а после созревания споры высвобождаются и разносятся ветром или водой. Благодаря этому папоротник может расселяться даже далеко от материнского растения.

Попав во влажную почву, спора прорастает и образует небольшой зелёный заросток. Заросток не похож на крупный папоротник: это самостоятельное половое поколение, на котором появляются мужские и женские половые органы. В них формируются половые клетки.

Для оплодотворения нужна вода, потому что мужские половые клетки передвигаются по водной плёнке к женской клетке. После их слияния образуется зародыш, из которого развивается молодой спорофит, постепенно становящийся взрослым папоротником. Так чередуются поколения: спорофит образует споры, а гаметофит-заросток образует половые клетки.

Сравнение поколений папоротника

Сначала определяйте, о каком поколении говорится: крупное растение — спорофит, маленький заросток — гаметофит. Затем смотрите на образуемые структуры: спорангии дают споры, а половые органы заростка — половые клетки. Такая таблица помогает восстановить последовательность жизненного цикла.

Разбор задач

Задача 1

На нижней стороне листа обнаружены бурые точки. Определите, что это и какую роль они выполняют.

1. Установим место расположения точек: нижняя сторона вайи характерна для органов размножения папоротника.
2. Определим объект: бурые точки — это сорусы, то есть группы спорангиев.
3. Свяжем строение с функцией: внутри спорангиев образуются споры, которые затем рассеиваются.

Ответ: бурые точки — сорусы. Они содержат спорангии, в которых образуются споры для расселения папоротника.

Задача 2

Расположите этапы размножения папоротника в правильном порядке: заросток, спора, взрослое растение, оплодотворение.

1. Начальным этапом будет спора, потому что именно из неё развивается следующее поколение.
2. После прорастания споры появляется заросток, на котором формируются половые органы.
3. Затем при наличии воды происходит оплодотворение, и только после него начинает развиваться взрослое растение.

Ответ: спора → заросток → оплодотворение → взрослое растение.

Задача 3

Папоротник растёт во влажном месте. Объясните, почему влажность важна для его размножения.

1. Вспомним, что размножение включает оплодотворение на заростке.
2. Мужские половые клетки папоротника подвижны, но самостоятельно передвигаться по сухой поверхности не могут.
3. Вода образует плёнку, по которой они достигают женской половой клетки и сливаются с ней.

Ответ: влажность необходима для оплодотворения, потому что мужские половые клетки передвигаются к женской только в водной плёнке.

Типичные ошибки

Нельзя называть корневище корнем. Ошибка возникает из-за его подземного положения, но корневище является побегом: от него отходят корни и листья. Проверка простая: вспомните, что корень не несёт листьев.

Сорус нельзя считать спорой. Сорус — это группа спорангиев, а споры находятся внутри спорангиев. Если объект состоит из множества вместилищ, это сорус, а не отдельная спора.

Заросток не равен взрослому папоротнику. Он намного меньше и образует половые органы, тогда как взрослое растение образует спорангии. Сверяйте объект с его ролью в жизненном цикле.

Спора не превращается сразу во взрослое растение. Сначала из неё развивается заросток, затем после оплодотворения появляется новый спорофит. Вспомнить порядок можно по цепочке: спора — заросток — оплодотворение — взрослое растение.

Связь с другими темами

Для изучения папоротников нужны знания о корне, побеге и листе: корневище является побегом, а вайя — листом. Тема продолжает изучение мхов и других споровых растений, с которыми папоротники сравнивают по размножению и зависимости от воды. Чередование поколений пригодится при изучении голосеменных и покрытосеменных растений.

Что запомнить

• Папоротники — высшие споровые растения; семян у них нет.
• Подземный побег папоротника называется корневищем.
• Листья папоротника называют вайями.
• Споры образуются в спорангиях, часто собранных в сорусы.
• Из споры развивается заросток — половое поколение папоротника.
• Для оплодотворения папоротнику необходима вода.
• Из заростка после оплодотворения развивается новое взрослое растение.