§11. Вищі спорові рослини - Тагліна

• Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Поясніть, чому знайти квітку папороті неможливо.

Знайти квітку папороті неможливо, тому що папороті не цвітуть. Папороті розмножуються за допомогою спор, а не насіння. У них немає квітів, тому що вони належать до вищих спорових рослин. На нижній частині вайї (листоподібної структури) папороті розміщені соруси - групи спорангіїв, у яких формуються спори для розмноження. Саме тому легенда про квітку папороті не має наукового підґрунтя.

Робота в групі

Із папоротеподібних в Україні поширені щитник чоловічий, безщитник жіночий, орляк звичайний, страусове перо звичайне, сальвінія плаваюча. Знайдіть інформацію про особливості цих папоротей і їхнє використання. Зробіть про них невеличку доповідь і презентуйте її в класі.

Щитник чоловічий (Dryopteris filix-mas)

• Найпоширеніший в Україні вид папоротей.
• Кореневища використовують для видалення з організму стьожкових глистів, але рослина отруйна, тому лікування потребує нагляду лікаря.
• Декоративна рослина, рекомендується для насаджень під деревами, на узліссях, уздовж берегів водойм.

Безщитник жіночий (Athyrium filix-femina)

• Має двічі або тричі перисті ажурні листки, зібрані в розкидисту розетку.
• За хімічним складом близький до щитника, але містить менше діючих речовин. Настоянку кореневищ застосовують при деяких захворюваннях нервової системи, травного тракту, кровотечах.
• Використовується для озеленення тіньових водойм, створення композицій з папоротями та хостами.

Орляк звичайний (Pteridium aquilinum)

• Поширений в Північній і Південній Америці, Євразії, Новій Зеландії. Вважається, що його останки були основними породжуваними матеріалами при утворенні кам’яного вугілля.
• Завдяки швидкому розростанню кореневої системи, висаджують на схилах для створення зеленого килима.

Страусове перо звичайне (Matteuccia struthiopteris)

• Декоративна папороть з великими перистими листками, що нагадують страусове перо.
• Використовується в озелененні, особливо в затінених і вологих місцях.

Сальвінія плаваюча (Salvinia natans)

• Невелика плаваюча різноспорова реліктова папороть третинного періоду.
• Надає екосистемні послуги водоймам: виділяє кисень, поглинає токсичні речовини, служить укриттям для дрібних риб.
• Зростає в повільних або стоячих водах і озерах в багатьох районах України.

Лабораторні або віртуальні дослідження будови папоротей

Мета дослідження: вивчити особливості будови та життєвий цикл папоротей.

Життєвий цикл папороті (мал. 11.6):

• Спорофіт (домінуюча стадія) має кореневище з додатковими коренями і вайями. На нижній частині вайї розміщені соруси зі спорангіями, де формуються спори.
• Зі спори виростає гаметофіт - невелика зелена серцеподібна пластинка з ризоїдами. На нижній стороні гаметофіту утворюються статеві органи з гаметами.
• Після запліднення яйцеклітини сперматозоїдом утворюється зигота, з якої розвивається новий спорофіт.

Будова гаметофіту та спорофіту папороті (мал. 11.7 і 11.8):

• Гаметофіт - невелика зелена серцеподібна пластинка з ризоїдами та статевими органами на нижній стороні.
• Спорофіт має кореневище з додатковими коренями та вайями. Вайї великі, часто перисті. На нижній частині вайї розміщені соруси зі спорангіями.

Мікроскопічна будова сорусу папороті:

• Соруси - це групи спорангіїв на нижній стороні вайї.
• У спорангіях формуються спори.

Схематичне зображення життєвого циклу папороті:

1 — заросток з архегоніями (а) і антеридіями (б); 2 і 3 — жіночі й чоловічі статеві клітини (гамети); 4 — зигота; 5 — пророслий заросток; 6 — доросле безстатеве покоління; 7 — спорангій зі спорами; 8 — розкритий спорангій, з якого висипаються спори.

Висновки:

• Папороті мають складний життєвий цикл зі зміною поколінь - гаметофіту та спорофіту.
• Домінуючою стадією є спорофіт, який має кореневище, додаткові корені та вайї зі спорангіями.
• Гаметофіт невеликий, зелений, серцеподібний, з ризоїдами та статевими органами.
• Розмноження відбувається за допомогою спор, які утворюються в спорангіях на нижній стороні вайї.

Завдання

На ТЕС (теплоелектростанціях) одна тонна вугілля забезпечує виробництво близько 2000 кВт-год електроенергії, при цьому утворюється 1600 м³ вуглекислого газу. Розрахуйте, скільки вуглекислого газу надійде в атмосферу при щомісячному використанні вами 180 кВт-год електроенергії. Запропонуйте способи збалансувати викиди вуглекислого газу в атмосферу.

Дано:

• 1 тонна вугілля забезпечує виробництво близько 2000 кВт⋅год електроенергії й утворює 1600 м³ CO₂.
• Щомісячне використання електроенергії - 180 кВт⋅год.

Розрахунок кількості CO₂, що надійде в атмосферу:

Знайдемо, скільки тонн вугілля потрібно для виробництва 180 кВт⋅год :

• 1 т вугілля - 2000 кВт⋅год
• x т вугілля - 180 кВт⋅год
• x = 180 ÷ 2000 = 0,09 т

Розрахуємо об’єм CO₂, що утвориться при спалюванні 0,09 т вугілля:

• 1 т вугілля - 1600 м³ CO₂
• 0,09 т вугілля - y м³ CO₂
• y = 1600 × 0,09 = 144 м³

Отже, при щомісячному використанні 180 кВт⋅год електроенергії в атмосферу надійде 144 м³ CO₂.

Способи збалансування викидів CO₂ в атмосферу:

1. Використання відновлюваних джерел енергії (сонячна, вітрова, гідроенергія тощо) замість спалювання викопного палива.
2. Підвищення енергоефективності та зменшення енергоспоживання в побуті та на виробництві.
3. Висадка дерев та збереження лісів, які поглинають CO₂ з атмосфери в процесі фотосинтезу.
4. Впровадження технологій уловлювання та зберігання вуглецю (CCS) на електростанціях та промислових підприємствах.
5. Перехід на електротранспорт та зменшення використання автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння.

Робота в парі

Розгляньте й порівняйте мохи та хвощі за гербарними чи природними зразками. Зробіть висновок.

Порівняння мохів та хвощів за гербарними чи природними зразками:

Спільні ознаки:

• Належать до вищих спорових рослин.
• Розмножуються за допомогою спор.
• Мають гаметофіт і спорофіт у життєвому циклі.
• Для запліднення потребують води.

Відмінності:

Висновок: Попри спільну належність до вищих спорових рослин, мохи та хвощі мають суттєві відмінності в будові тіла, розмірах, місцях зростання та значенні в природі. Хвощі мають більш розвинену будову та провідну систему порівняно з мохами.

Розв’язання проблемних питань і завдань із теми

Як зміна умов існування з водного на наземно-повітряне спричинила появу вищих рослин?

Зміна умов існування з водного на наземно-повітряне середовище спричинила появу вищих рослин завдяки розвитку ряду адаптацій:

1. Поява механічних тканин (коленхіми, склеренхіми) для забезпечення опори наземним рослинам в умовах дії сили тяжіння.
2. Розвиток покривних тканин (епідерми, кутикули, кори) для захисту від висихання та регуляції газообміну.
3. Формування провідних тканин (ксилеми та флоеми) для транспорту води, мінеральних та органічних речовин.
4. Утворення продихів для регуляції транспірації та газообміну.
5. Поява справжніх коренів для поглинання води та мінеральних речовин з ґрунту, а також для закріплення рослин у субстраті.
6. Розвиток насіннєвого розмноження, що дозволило рослинам поширюватись на значні відстані від материнської особини та колонізувати нові території.

Ці адаптації дозволили вищим рослинам успішно освоїти суходіл та стати домінуючою групою наземних фотоавтотрофних організмів. Завдяки цьому вищі рослини відіграють ключову роль у більшості наземних екосистем.

Запитання і завдання

1. За яких умов в Україні можна виростити деревоподібні папороті: диксонію та ціатею?

В Україні деревоподібні папороті диксонію та ціатею можна виростити лише в спеціальних умовах, наприклад, в оранжереях або теплицях. Ці папороті є тропічними рослинами, які потребують високої вологості повітря, стабільно теплої температури (20-25°C) та притінення від прямих сонячних променів. У природних умовах України, особливо взимку, такі папороті не зможуть вижити через низькі температури та недостатню вологість.

2. Знайдіть інформацію та поясніть перспективність практичного використання азоли.

Азола - це рід невеликих плаваючих папоротей. Практичне використання азоли є перспективним у сільському господарстві, особливо у рисівництві. Азолу культивують на рисових полях для збагачення їх азотом і підвищення врожайності рису.

Це відбувається завдяки симбіозу азоли з ціанобактеріями роду Anabaena, які здатні фіксувати атмосферний азот. Після відмирання азоли цей азот потрапляє в ґрунт і стає доступним для рослин рису. Таким чином, використання азоли дозволяє зменшити потребу у внесенні азотних добрив.

Окрім цього, азола також використовується як корм для риби та домашньої птиці завдяки високому вмісту білків. Тож культивування азоли може бути економічно вигідним та екологічно безпечним методом підвищення продуктивності рисових полів та забезпечення кормової бази у сільському господарстві.