Здравствуйте! С вами Андрей, преподаватель биологии и автор канала «Биосфера».
Вы когда-нибудь видели на поле или в лесу странные растения с членистыми стеблями, похожими на маленькие елочки? Это хвощи. Они появились на Земле сотни миллионов лет назад и когда-то были гигантскими деревьями, образующими леса.
Сегодня хвощи скромны и неприметны, но они играют важную роль в природе и часто встречаются в заданиях ОГЭ. Разберем всё: строение, размножение, жизненный цикл и значение.
Поехали!
---
Часть 1. Общая характеристика хвощей
Хвощи — это отдел высших споровых растений. Они относятся к классу Хвощевидные (Equisetopsida).
Основные признаки хвощей:
· Это высшие споровые растения
· Имеют членистое строение стебля (разделены на узлы и междоузлия)
· Листья редуцированы (уменьшены) до мелких чешуек, расположенных мутовками в узлах
· Функцию фотосинтеза выполняет стебель
· Имеют хорошо развитую подземную часть — корневище
· Размножаются спорами
· В жизненном цикле преобладает спорофит
· Для оплодотворения необходима вода
Хвощи — это многолетние травянистые растения. Их высота обычно 20-50 см, но некоторые тропические виды достигают 10 метров.
---
Часть 2. Строение хвощей
Корневище:
У хвощей есть мощное корневище, которое располагается под землей. Оно горизонтальное, ветвистое. На корневище образуются:
· Придаточные корни (тонкие, ветвистые)
· Клубеньки (утолщения, в которых запасаются питательные вещества)
· Почки, из которых вырастают надземные побеги
Корневище может разрастаться на большие расстояния, поэтому хвощи часто образуют заросли.
Надземные побеги:
Стебель у хвощей членистый — разделен на узлы и междоузлия. Он полый внутри и содержит кремнезем в клеточных стенках, что придает ему жесткость и прочность.
В узлах стебля расположены мутовки мелких чешуйчатых листьев. Листья бурые, без хлорофилла, поэтому они не участвуют в фотосинтезе.
Фотосинтез осуществляет стебель. Его клетки содержат хлорофилл, поэтому стебель зеленый. Ребра стебля имеют утолщения, которые придают ему прочность.
Два типа побегов:
У многих хвощей (например, у хвоща полевого) есть два типа надземных побегов:
Весенние (спороносные) побеги:
· Появляются ранней весной
· Буровато-розового цвета (без хлорофилла)
· Неветвящиеся
· На верхушке образуют спороносный колосок (стробил)
· После созревания спор отмирают
Летние (вегетативные) побеги:
· Появляются после отмирания весенних
· Зеленые, ветвистые
· Выполняют функцию фотосинтеза
· Живут до осени
---
Часть 3. Строение спороносного колоска
Стробил — это спороносный колосок, расположенный на верхушке весеннего побега.
Стробил состоит из:
· Оси (стержень)
· Спорофиллов — особых листьев, несущих спорангии
· Спорангиев — органов, в которых образуются споры
Спорофиллы у хвощей имеют форму щитков. На нижней стороне каждого щитка расположены 5-10 спорангиев.
В спорангиях в результате мейоза образуются споры. Все споры у хвощей одинаковые по размеру и строению (это равноспоровые растения).
---
Часть 4. Споры хвощей
Споры хвощей имеют интересную особенность. Каждая спора снабжена элатерами — тонкими лентообразными выростами, которые закручиваются при высыхании и раскручиваются при увлажнении.
Элатеры помогают спорам:
· Сцепляться друг с другом
· Разноситься ветром (при высыхании элатеры расправляются и "толкают" споры)
Споры у хвощей гаплоидные (1n). Они очень мелкие и легкие, разносятся ветром на большие расстояния.
---
Часть 5. Жизненный цикл хвощей
Жизненный цикл хвощей похож на цикл папоротников — преобладает спорофит.
Этапы жизненного цикла:
1. Спорофит (взрослое растение)
На весенних побегах образуется стробил. В спорангиях происходит мейоз, образуются споры (1n).
2. Прорастание споры
Спора высыпается и при благоприятных условиях прорастает. Из споры вырастает заросток (гаметофит).
3. Гаметофит (заросток)
Заросток хвоща — это маленькое (несколько миллиметров) зеленое растение. В отличие от заростка папоротника, он не похож на сердечко, а имеет вид рассеченной пластинки.
Заростки хвощей могут быть:
· Мужскими (образуют только антеридии со сперматозоидами)
· Женскими (образуют только архегонии с яйцеклетками)
· Обоеполыми (имеют и антеридии, и архегонии)
4. Оплодотворение
Для оплодотворения необходима вода. Сперматозоиды (многожгутиковые) должны подплыть к яйцеклетке. Оплодотворение происходит в архегонии.
5. Образование зиготы
Из зиготы (2n) начинает развиваться новый спорофит. Сначала он питается за счет заростка, затем укореняется и становится самостоятельным растением.
Коротко цикл хвоща:
Спорофит (2n) → спорангии в стробиле → мейоз → споры (1n) → заросток (гаметофит) (1n) → сперматозоиды и яйцеклетки → оплодотворение (в воде) → зигота (2n) → молодой спорофит → взрослый спорофит
Главное запомнить:
· У хвощей преобладает спорофит (зеленое растение, которое мы видим)
· Гаметофит — это маленький заросток
· Для оплодотворения нужна вода
---
Часть 6. Хвощ полевой — самый известный представитель
Хвощ полевой (Equisetum arvense) — наиболее распространенный вид в России. Его часто можно встретить на полях, лугах, вдоль дорог, на пустырях.
Особенности хвоща полевого:
· Ярко выражена диморфность побегов (есть весенние спороносные и летние вегетативные)
· Весенние побеги буроватые, неветвящиеся, с колоском на верхушке
· Летние побеги зеленые, сильно ветвящиеся, похожи на маленькие елочки
· Корневище глубокое, с клубеньками
Вред и польза:
Хвощ полевой — злостный сорняк. Его трудно вывести, потому что корневище уходит глубоко в почву и дает многочисленные побеги.
Но у него есть и полезные свойства:
· Используется в медицине как мочегонное и кровоостанавливающее средство
· Содержит кремнезем, поэтому используется для полировки металлов и дерева
· Молодые спороносные побеги можно есть (в вареном виде)
Осторожно! Хвощ полевой можно спутать с хвощом болотным, который ядовит для животных!
---
Часть 7. Отличия хвощей от других споровых растений
Сравнение с мхами:
Признак Мхи Хвощи
Корни Нет (ризоиды) Есть (придаточные от корневища)
Листья Есть, хорошо развиты Редуцированы (чешуйки)
Фотосинтез Листья Стебель
Преобладающее поколение Гаметофит Спорофит
Проводящая система Слабо развита Развита хорошо
Сравнение с папоротниками:
Признак Папоротники Хвощи
Листья Крупные (вайи) Редуцированы (чешуйки)
Стебель Часто укороченный Членистый, хорошо развит
Расположение спорангиев На нижней стороне листьев В стробиле на верхушке
Особенность Листья растут верхушкой Стебель содержит кремнезем
---
Часть 8. Значение хвощей в природе и жизни человека
Значение в природе:
· Индикаторы почвы — хвощ полевой часто растет на кислых почвах
· Участвуют в почвообразовании — их корневища рыхлят почву
· Служат кормом для животных — некоторые виды поедаются оленями, лосями
· Ядовиты для скота — хвощ болотный вызывает отравления у лошадей и коров
Значение в жизни человека:
· Лекарственное растение — хвощ полевой используется как мочегонное, кровоостанавливающее, противовоспалительное
· Абразивный материал — благодаря высокому содержанию кремнезема использовался для полировки металлов
· Сорняк — хвощ полевой трудно выводится с полей
· В прошлом — ископаемые хвощи (каламиты) образовали залежи каменного угля
---
Часть 9. Эволюционное значение хвощей
В каменноугольном периоде (около 300 миллионов лет назад) хвощи были представлены гигантскими формами — каламитами. Они достигали высоты 20-30 метров и образовывали обширные леса.
Их отмершие остатки образовали мощные залежи каменного угля. Современные хвощи — это скромные потомки тех гигантов.
---
Часть 10. Что чаще всего спрашивают на ОГЭ
Типичные вопросы:
1. "Почему хвощи относят к высшим споровым растениям?"
— Ответ: у них есть ткани и органы, размножаются спорами.
2. "Чем хвощи отличаются от мхов?"
— Ответ: у хвощей есть корни и хорошо развитая проводящая система, в жизненном цикле преобладает спорофит.
3. "Какое поколение преобладает в жизненном цикле хвощей?"
— Ответ: спорофит (взрослое растение).
4. "Какое условие необходимо для оплодотворения у хвощей?"
— Ответ: вода (сперматозоиды подвижны).
5. "Чем представлен гаметофит хвоща?"
— Ответ: маленьким заростком.
6. "Почему хвощ полевой трудно вывести с поля?"
— Ответ: у него мощное глубокое корневище, которое дает многочисленные побеги.
---
🗺 Шпаргалка для повторения
1. Хвощи — высшие споровые растения, размножаются спорами
2. Особенности: членистый стебель, листья-чешуйки, фотосинтез в стебле, корневище
3. Хвощ полевой: весенние (спороносные) и летние (вегетативные) побеги
4. Спорофит — взрослое растение (преобладает)
5. Гаметофит — маленький заросток
6. Для оплодотворения нужна вода
7. Споры образуются в стробиле, имеют элатеры
8. Значение: лекарственное, сорняк, в прошлом — образователи угля
---
Что дальше?
На этой неделе в канале:
· 🌿 Завтра: Тест по хвощам — проверьте, как вы запомнили строение и размножение
· 📊 В пятницу: Сравнительная таблица споровых растений (мхи, папоротники, хвощи)
· ❓ В воскресенье: Отвечаю на ваши вопросы по жизненному циклу хвощей
Подписывайтесь на канал «Биосфера», чтобы не пропустить. Мы продолжаем разбирать все темы ОГЭ.
👇 Вопрос к вам:
Что в теме хвощей кажется вам самым сложным? Жизненный цикл? Строение побегов? Отличия от других споровых? Пишите в комментариях — разберем детально!
#огэбиология #хвощи #хвощполевой #споровые #жизненныйцикл #подготовкакоги #биосфера #понятнаябиология