Органы растений (органография)

В данном разделе изучаются вопросы морфологического и анатомического строения корня, стебля и листьев, морфологическое строение почек, побега и видоизменения вегетативных органов.

Каждый вегетативный орган необходимо рассматривать в следующем порядке: 1 - функции, которые выполняет орган, 2 - внешнее строение (морфология), 3 – внутреннее строение (анатомия), 4 – видоизменения (метаморфозы) органа. После изучения этой темы студент должен уметь схематично изобразить анатомическое и морфологическое строение корня, стебля, листьев, почки, побега, уметь назвать типы тканей и определить тип проводящих пучков.

Почки имеют разнообразное строение, расположение на побеге, характер развития. По функциям различают почки вегетативные, генеративные (цветочные), смешанные. По расположению выделяют верхушечные почки, боковые и придаточные. Боковые почки возникают в пазухах листьев, придаточные – на любых органах, в любом месте (кроме пазухи листа). По характеру развития различают зимующие почки, трогающиеся в рост на следующий год после возникновения, и спящие, которые могут длительное время находиться в состоянии покоя.

Следует обратить внимание на различные метаморфозы корня (корнеплоды, корневые клубни), метаморфозы побега (корневища, луковицы, клубни, столоны, колючки и др.) и метаморфозы листа.

Вопросы для самопроверки

1. Основные закономерности морфологического строения вегетативных органов.

2. Стебель, его строение и функции.

3. Каковы особенности анатомического строения стеблей однодольных и двудольных растений. Строение древесного стебля.

4. Корень, его развитие, строение и функции.

5. Анатомическое строение корня, первичное и вторичное.

6. Лист, его строение, развитие и функции. Морфология листа.

7. Анатомическое строение типичного листа двудольного и однодольного растения.

8. Типы почек. Листорасположение. Типы ветвления побегов.

9. Метаморфозы вегетативных органов. Подземные и надземные видоизменения побегов. Приведите примеры.

Модуль 3. «Размножение растений»

В этом разделе дается представление о размножении растений с помощью вегетативных и генеративных органов. Имеется 3 способа размножения растений: вегетативное, бесполое и половое. Растения могут размножаться вегетативно как частями корня, стебля, листа, имеющими типичное строение, так и их видоизменениями. Следует различать естественное и искусственное вегетативное размножение растений, среди которых особое место занимает прививка.

Вегетативное размножение растений не следует путать с бесполым, которое осуществляется с помощью спор. Очень важно усвоить, что деление материнских клеток при спорообразовании происходит путем мейоза (редукционного деления), при котором число хромосом уменьшается в два раза. Половое воспроизведение осуществляется с помощью половых клеток. Половые клетки имеют гаплоидный набор хромосом, диплоидный набор восстанавливается после полового процесса. Зигота, а также возникающие из неё растения будут диплоидными.

Большое место при изучении ботаники отводится генеративным (репродуктивным) органам (цветок, семя, плод), их морфологии и анатомии. Нужно иметь четкое представление о типичном строении цветка, околоцветника (простой, двойной), однополых и обоеполых цветках, однодомных и двудомных растениях. Особое внимание уделить строению и развитию тычинки, типам завязей. Тычинка (совокупность тычинок носит название «андроцей») состоит в большинстве случаев из тычиночной нити, пыльника и связника. В пыльнике происходит процесс развития микроспор (микроспорогенез), из которых путем деления возникают пыльцевые зерна – мужские гаметофиты.

Микроспоры не следует смешивать с пыльцевыми зернами. Микроспора – это одноклеточное образование, а пыльцевое зерно содержит две клетки: вегетативную и генеративную, или 3 клетки: вегетативную и две мужские половые клетки – спермии(гаметы), которые осуществляют процесс оплодотворения.

Совокупность плодолистиков, образующих один или несколько пестиков, носит название «гинецея». Пестик состоит, в большинстве случает, из завязи, столбика и рыльца. Внутри завязи развивается один или несколько семязачатков. Семязачаток проходит сложный путь развития, в нем протекает мегаспорогенез (или макроспорогенез) и образование из мегаспоры зародышевого мешка – женского гаметофита. Следует знать, как происходит у растений цветение, опыление, какие имеются приспособления у растений к различным типам опыления: самоопылению, клейстогамии, перекрестному опылению. Способы переноса пыльцы: энтомофилия, анемофилия, гидрофилия и орнитофилия. У цветковых растений осуществляется двойное оплодотворение (амфимиксия), при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой со вторичным ядром. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, а из завязи – плод, иногда в образовании плода принимают участие другие части цветка: чашелистики, лепестки, тычинки и цветоложе.

У некоторых растений зародыш развивается не из зиготы, а из других клеток: из неоплодотворенной яйцеклетки (партеногенез), из других клеток зародышевого мешка – антипод, синергид (апогамия), из клеток нуцеллуса, интегументов или халазы (апоспория). Все эти способы развития зародыша без оплодотворения известны под названием «апомиксис». Часто апоспория приводит к многозародышевости – полиэмбрионии (у лимона и других цитрусовых). У некоторых растений (виноград, груша, мандарин) возникают плоды без семян. это явление называется партенокарпией.

Заканчивается изучение этой темы рассмотрением формирования и строения различных типов семян и плодов, условий, необходимых для прорастания семян, морфологии проростков. Следует знать значение семян и плодов в питании диких животных, а также роль животных в распространении семян и плодов.

Вопросы для самопроверки

1. Происхождение и типичное строение цветка.

2. Что такое андроцей? Строение тычинки. Образование, строение микроспор (микроспорогенез) и пыльцевого зерна.

3. Гинецей. Строение пестика и семязачатка. Образование мегаспор (мегаспорогенез). Формирование и строение зародышевого мешка.

4. Типы цветков по строению околоцветников, по половому признаку и по положению завязи.

5. Соцветия. Классификация и характеристика соцветий.

6. Цветение и опыление. Способы опыления. Особенности цветка в анемофильных (ветроопыляемых) и энтомофильных (насекомоопыляемых) растениях.

7. Двойное оплодотворение. Развитие зародыша.

8. Образование и строение семени. Основные типы семян.

9. Развитие и строение плодов. Классификация плодов. Типы цветковых растений по морфологической структуре и продолжительности жизни.

Модуль 4. «Систематика растений»

Систематика растений – это большой раздел ботаники, изучающий многообразие ныне существующих и вымерших растений, их родственные отношения и пути эволюции растительного мира в целом, а также отдельных его ветвей.

Главные таксономические (систематические) единицы: вид (species), род (genus), семейство (familia), порядок (ardo), класс (class), отдел (diyisio), подцарство (subregnum), царство растений (Regnum vegetabilia). Основная единица систематики – вид. Понятие «вид». Систематика растений учитывает все разнообразие растений,, отличающихся по местам обитания, внешнему и внутреннему строению, жизненным циклам, происхождению, роли в природе и народном хозяйстве.

Высшие растения

Следует знать происхождение и пути развития высших растений. Приспособление их к жизни на суше. Понятие об архегониальных растениях. Уяснить цикл развития мхов, чередование гаметофита и спорофита. Особенности строения сфагновых мхов. Биологическое и практическое значение.

Характерные признаки плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных. Их циклы развития, чередование поколений (гаметофит и спорофит). Разноспоровые представители плауновидных (селягинелла) и папоротниковидных (сальвиния). Понятия: микро- и мегаспорангий, микро- и мегаспоры. Особенности заростков, развивающихся из микроспор и мегаспор.

Голосеменные растения и их эволюционная связь с другими растениями. Классы и порядки голосеменных, их характеристика. Главные представители порядка хвойных, их значение в народном хозяйстве и растительном покрове.

Особое внимание следует уделять изучению отдела покрытосеменных или цветковых растений. Важнейшие отличительные признаки и происхождение покрытосеменных. Происхождение и эволюция цветка. Филогенетическая система и её методы. Классы покрытосеменных: двудольные и однодольные (сравнительная характеристика). Основные семейства: Лютиковые, Розоцветные, Бобовые (Мотыльковые), Гречишные, Гвоздичные, Маревые, Тыквенные, Маковые, Капустные (Крестоцветные), Сельдерейные (Зонтичные), Паслёновые, Норичниковые, Яснотковые (Губоцветные), Астровые (Сложноцветные), Лилейные, Осоковые, Мятликовые (Злаковые).

Характеристику важнейших семейств покрытосеменных следует давать по плану: строение вегетативных органов растений, цветков и плодов, характерные черты биологии, экологии и биохимии растений, географическое распределение, место в эволюционном ряду, практическое значение. Особое внимание должно быть обращено на культурные, кормовые, сорные, ядовитые, лекарственные и декоративные растения.

Вопросы для самопроверки

1. Систематика растений как наука. Понятие о виде растений. Основные таксономические единицы систематики растений.

2. Понятие о низших и высших растениях.

3. Водоросли. Особенности строения клеток. Питание, размножение: бесполое, вегетативное, половое. Понятие о планктоне и бентосе. Роль водорослей в природе и народном хозяйстве.

4. Происхождение и пути развития высших растений. Понятие об архегониальных растениях. Гаметофит и спорофит.

5. Краткая характеристика мохообразных. Чередование поколений. Значение мхов в природе и народном хозяйстве.

6. Общая характеристика папоротникообразных. Цикл развития, чередование поколений. Понятие о разноспоровости. Биологическое значение разноспоровости.

7. Характеристика голосеменных растений. Классы голосеменных. Главнейшие представители хвойных и их значение в народном хозяйстве.

8. Покрытосеменные растения, их происхождение и важнейшие признаки. Эволюция цветка.

9. Отличительные признаки класса однодольных и двудольных растений.

10. Кормовые и ядовитые растения из различных семейств.

11. Метаморфозы побега и корня у растений семейств Капустные и Паслёновые.

12. Характерные признаки семейств: Бобовые, Капустные, Сельдерейные и Астровые.

13. Важнейшие семейства класса однодольных и их значение.

14. Важнейшие семейства класса двудольных и их значение в народном хозяйстве.

Модуль 5. «Элементы экологии и геоботаники»

При изучении данного раздела студент должен получить ясное представление о задачах и методах экологии как науки о взаимосвязях растений со средой обитания. Средой обитания называют совокупность всех условий, оказывающих влияние на растения и растительные сообщества. Среда оказывает формирующее воздействие на растения, образуя жизненные формы. Жизненная форма – это результат длительного приспособления растений к местным условиям существования, выраженный в его внешнем виде. Если объектом изучения систематики является вид, то экологии – жизненные формы. Связь экологии с другими науками. Роль русских ученых в развитии науки. Прямо- и косвеннодействующие факторы, их взаимодействие. Местонахождение и местообитание. Классификация факторов.

Фитогеография изучает распространение растений по земной поверхности и законы этого распространения. Основным объектом изучения фитогеографии является ареал – это площадь (область) обитания вида или любой другой таксономической единицы. Без знания ареалов нельзя делать какие-либо выводы о распространении растений. При изучении данного раздела надо обратить внимание на следующее.

Размеры и форма ареала вида. Растения космополиты и эндемики. Характер распространения вида в пределах ареала. Факторы, определяющие эти границы: климатические, эдафические, механические, биотические, исторические, антропогенные. Типы ареалов: сплошные, разъединенные, ленточные и др.

Флора – совокупность (список) видов, произрастающих на какой-либо территории. Это может быть физико-географический или административный район. Можно говорить, например, о флоре области, страны, континенте или какого-либо конкретного района. Современная флора есть результат её исторического развития.

Растительность – совокупность растительных сообществ (фитоценозов), покрывающих земную поверхность, например, лес, степь, луг, тундра и др. Здесь также можно говорить о растительности всего земного шара или о растительности отдельного региона.

Растительное сообщество (фитоценоз) – закономерное сочетание растений, произрастающих на одной территории, имеющее определенный состав, которое определяется историческим развитием и условиями внешней среды.

Основные признаки фитоценоза: видовой состав, ярусность, обилие, проективное покрытие, аспект, жизненность, встречаемость.

Изучением растительных сообществ занимается наука геоботаника. Основной систематической единицей, принятой для классификации растительных сообществ, является растительная ассоциация.

Вопросы для самопроверки

1. Экология растений как наука, её задачи и методы.

2. Классификация экологических факторов. Прямые и косвенные факторы.

3. Что такое жизненная форма? Основные типы жизненных форм растений.

4. Влияние животных на жизнь растений. Приведите примеры.

5. Влияние растений друг на друга (положительное и отрицательное). Приведите примеры.

6. Воздействие человека на растительный покров.

7. Что такое ареал?

8. Растения-космополиты и эндемики.

9. Понятие о реликтах и эндемиках. Примеры.

10. Что такое флора и растительность?

11. Понятие о растительном сообществе (фитоценозе).

12. Основные признаки растительного сообщества.

Формулы цветков

При изучении семейств цветковых растений и их отделов необходимо уметь составить и написать формулу цветка. План строения цветка выражается в формуле при помощи букв, цифр и условных знаков. Буквенные обозначения происходят от латинских названий частей цветка.

Р(Perigonium) – простой околоцветник;

Ca (Calyx) – чашечка;

Сo (Corolla) – венчик;

А (Androeceum) – тычинки, андроцей;

G (Gynoeceum) – плодолистики, гинецей

После буквенных обозначений ставятся числа членов, слагающих отдельные круги (мутовки) цветка (число плодолистиков, число тычинок и т.д.).

Знаки

Знак плюс ставится между числами членов однородных кругов цветка (например, 2 кругов тычинок, 2 кругов листочков простого околоцветника и пр.).

Знаком бесконечности ∞ обозначается неопределенная множественность числа членов круга.

Нулем выражается отсутствие членов круга.

Скобки обозначают сращение членов круга.

Звездочка или + перед формулой показывают, что цветок правильный (актиноморфный). Неправильный (зигоморфный) цветок обозначается знаком↑.

Черта под числом плодолистиков означает, что околоцветник находится под завязью, что завязь верхняя. Черта над числом плодолистиков означает, что околоцветник находится над завязью, что завязь нижняя.

Обоеполый цветок обозначается знаком ♀♂ , женский – ♀, мужской – ♂.

Формулы цветков

1) С простым околоцветником.

а) Правильные (актиноморфные цветки):

Сем. Гречишные – Polygonaceae.

Гречиха съедобная – Fagopyrum sagittatum Gilib.

*P₅ A₈ G (_3) завязь верхняя

Сем. Лилейные – Liliaceae.

Тюльпан – Tulipa - * P ₃₊₃ A ₃₊₃ G _{(_3)} завязь верхняя

б) Неправильное (зигоморфные цветки):

Сем. Мятликовые, или Злаки – Poaceae (Gramineae).

Чаще всего цветок имеет формулу - ↑Р ₍₂₎₊₂ А ₃ G _(2) завязь верхняя

2) С двойным околоцветником.

а) Правильные:

Сем. Лютиковые – Ranuculaceae.

Лютик едкий – Ranunculuc acris L. - * Ca₅ Co₅ A∞ G∞_ завязь верхняя

Сем. Розановые или Розанные – Rosaceae

Вишня обыкновенная – Prunus cerasus L. - * Ca₍₅₎Co₅A∞ G_1 завязь верхняя

Яблоня лесная – Malus sulvestris Mill. - * Ca₍₅₎Co₅A∞G_(5‾) завязь нижняя

Сем. Бобовые или Мотыльковые – Fabaceae, Papilionaceae

Горох посевной - ↑Pisum sativum L. – Ca₍₅₎Co_1+2+(2)A₍₉₎₊₁G_1) завязь верхняя

Сем. Норичниковые – Scrophulariaceae.

Льнянка обыкновенная – Linaria vulgaris Mill.

3) Разельнополые:

4) Сем. Тыквенные – Cucurbitaceae

Огурец посевной – Cucumis sativus.

Пестичный (женский) цветок - ♀*Ca₍₅)Co₍₅₎A₀G_(3‾)) завязь нижняя

Тычиночный (мужской) цветок -♂*Ca₍₅₎Co₍₅₎A_(2)+(2)+1G₀

Поиск по сайту: