Происхождение высших растений: предковая форма, время появления, предпосылки.Адаптационные задачина суше и их решение высшими растениями. Эволюция растений при освоении наземных условий.
ВЫСШИЕ СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ
1.1. Гаплоидная линия эволюции высших растений
1.1.1. ОТДЕЛ МОХООБРАЗНЫЕ (BRYOPHYTA). Особенности жизненного цикла. Общая морфолого-анатомическая характеристика, размножение. Биология, экология, географическое распространение и численность различных групп. Роль в природе и значение для человека. Разнообразие во флоре Беларуси.
Класс Листостебельные мхи (Bryopsida). Характерные особенности строения гаметофита и спорофита, размножение. Внешнее и внутреннее строение гаметофита и спорофита, географическое распространение и значение, представители.
1.2. Диплоидная линия эволюции высших растений
1.2.1. ОТДЕЛ РИНИЕОБРАЗНЫЕ (RHYNIOPHYTA). Риниеобразные как начальный этап эволюции высших растений. Время возникновения и условия произрастания. Разнообразие и особенности внешнего и внутреннего строения, размножения, жизненный цикл, классификация, представители отдела. Значение изучения риниеобразных для понимания вопросов морфогенеза и эволюции высших растений.
1.2.2. ОТДЕЛ ПЛАУНООБРАЗНЫЕ (LYCOPODIOPHYTA).
Происхождение, жизненные формы представителей. Характерные черты внешнего и внутреннего строения бесполого и полового поколений. Происхождение листа, микрофиллия. Особенности жизненного цикла, равно и разноспоровость. Распространение, численность, значение. Классификация. Характеристика классов Плауноподобные (Lycopodiopsida) и Селягинеллоподобные (Selaginellopsida). Особенности строения, значение. Возможные филогенетические связи различных групп плаунообразных.
1.2.3. ОТДЕЛ ХВОЩЕОБРАЗНЫЕ (EQUISETOPHYTA). Общая характеристика отдела: жизненный цикл, морфолого-анатомические особенности вегетативных органов, развитие и строение спорофита. Особенности полового поколения. Экологические особенности, географическое распространение и значение представителей. Проблема происхождения отдела, его эволюция. Классификация хвощеобразных. Класс Хвощеподобные (Equisetopsida). Общая характеристика. Порядок Хвощевидные (Equisetales). Морфолого-анатомические особенности, размножение. Экология, география. Представители, их значение.
1.2.5. ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ (POLYPODIOPHYTA). Общая характеристика отдела: особенности жизненного цикла, внешнего и внутреннего строения спорофита и гаметофита. Экология, географическое распространение и численность различных групп. Роль в природе. Происхождение и филогенетические связи отдела. Классификация.
Класс Папоротникоподобные (Polypodiopsida). Характерные особенности класса. Равно- и разноспоровость. Деление на подклассы. Подкласс Полиподииды (Polypodiidae) как центральная группа равноспоровых папоротникоподобных. Разнообразие жизненных форм, морфологического и анатомического строения спорофита: расположение и строение спорангиев, сорусов, особенности спор. Заростки, их развитие и строение. Вегетативное размножение. Представители, их распространение, значение. Подкласс Сальвинииды (Salviniidae) как представители разноспоровой линии развития папоротникоподобных. Образ жизни. Особенности строения спорофита и гаметофита. Представители, их распространение и значение.
СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ
Общие черты семенных растений как высшего этапа эволюции растительного мира в условиях суши. Возникновение семязачатка и семени, их биологическое значение. Совершенствование процессов оплодотворения. Общие особенности жизненного цикла семенных растений, связь со споровыми растениями. Классификация.
2.1. ОТДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ (PINOPHYTA). Особенности жизненного цикла, связь спорофита и гаметофита как результат сильной редукции полового поколения на основе разноспоровости. Общая характеристика спорофита, строение вегетативных и репродуктивных органов. Мужской гаметофит (пыльца), его развитие, строение и функции. Сперматозоиды и спермии, гаусториальная и пыльцевая трубки. Семязачаток, его развитие и строение. Нуцеллус как мегаспорангий. Мегаспорогенез и развитие женского гаметофита, его особенности и функции. Оплодотворение, развитие и строение семян. Экология и географическое распространение голосеменных, роль в биосфере и значение для человека. Классификация.
Класс Сосноподобные (Pinopsida). Общая характеристика класса. Классификация. Подкласс Пиниды (Pinidae). Морфолого-анатомические особенности вегетативных органов. Стробилы, микро- и мегаспорогенез, развитие мужского и женского гаметофитов. Опыление, оплодотворение, развитие зародыша и семени. Характеристика семейства Сосновые (Pinaceae), распространение, значение.
Происхождение голосеменных, их роль в эволюции семенных растений.
2.2. ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ (MAGNOLIOPHYTA). Общая характеристика покрытосеменных как «победителей в борьбе за существование», жизненные формы, морфологические и анатомические особенности. Экологическая пластичность, роль в сложении растительного покрова и в жизни человека. Морфологическая природа цветка и его частей. Гипотезы происхождения цветка. Развитие и строение мужского и женского гаметофитов. Оплодотворение и развитие семени и плода. Различные взгляды на происхождение и эволюцию отдела. Основные направления морфологической эволюции покрытосеменных.
Сравнительная характеристика классов Двудольные (Magnoliopsida) и Однодольные(Liliopsida).
Класс Двудольные(Magnoliopsida). Основные направления эволюции.
Подкласс Ранункулиды (Ranunculidae). Преобладание травянистых форм. Порядок Лютикоцветные (Ranunculales): семейство Лютиковые (Ranunculaceae). Порядок Макоцветные (Papaverales): семейства Маковые (Papaveraceae).
Подкласс Кариофиллиды (Caryophyllidae). Адаптации к засушливым и полузасушливым условиям. Порядок Гвоздикоцветные (Caryophyllales): Гвоздичные (Caryophyllaceae). Порядок Гречихоцветные (Polygonales): семейство Гречиховые (Polygonaceae).
Подкласс Дилленииды (Dilleniidae). Порядок Каперсоцветные (Capparales): семейство Капустные, или Крестоцветные (Brassicaceae).
Подкласс Розиды (Rosidae). Наиболее крупная группа двудольных растений. Порядок Камнеломкоцветные (Saxifragales): семейства Толстянковые (Crassulaceae), Камнеломковые (Saxifragaceae); порядок Розоцветные (Resales): семейство Розовые (Rosaceae); порядок Миртоцветные, семейство Миртовые; порядок Бобовоцветные (Fabales): семейство Бобовые (Fabaceae).
Подкласс Корниды (Cornidae). Возможные предки наиболее эволюционно продвинутых форм двудольных. Порядок Аралиецветные (Araliales): семейство Сельдерейные, или Зонтичные (Apiaceae).
Подкласс Ламииды (Lamiidae). Порядок Пасленоцветные (Solanales): семейство Пасленовые (Solanaceae); порядок Ясноткоцветные (Lamiales): семейство Яснотковые, или Губоцветные (Lamiaceae). Диагностические признаки Норичниковых и Яснотковых.
Подкласс Астериды (Asteridae). Основные направления эволюции соцветий. Порядок Астроцветные (Asterales): семейство Астровые, или Сложноцветные (Asteraceae).
Класс Однодольные (Liliopsida). Происхождение и вероятные предки.
Подкласс Лилииды (Liliidae). Совершенствование процесса насекомоопыления в различных группах. Порядок Лилиецветные (Liliales): семейство Лилейные (Liliaceae sensu lato); порядок Ирисоцветные (Iridales): семейство Ирисовые, или Касатиковые (Iridaceae).
Подкласс Коммелиниды (Commelinidae). Переход от энтомофилии к анемофилии. Порядок Осокоцветные (Cyperales): семейство Осоковые (Сурегасеае); порядок Мятликоцветные (Poales): семейство Мятликовые, или Злаки (Роасеае). Диагностические признаки мятликовых и осоковых.
Подкласс Арециды (Arecidae). Порядок Арекоцветные. Сем. Пальмы (Arecaceae). Особенности строения и опыления.
ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
(Для специализации 1-310101-02-02 Ботаника)
Свет как экологический фактор
Роль света в жизни растений. Свет и фотосинтез. Свет – регулятор процессов жизнедеятельности растений. Фотопериодизм. Свет как ботанико-географический фактор.
Закономерности пространственного распределения солнечной радиации по поверхности Земли. Свет и широтная зональность растительности. Причины местного характера, влияющие на условия освещения растений: прозрачность атмосферы, особенности рельефа местности, величина альбедо подстилающей поверхности, влияние растений – сообитателей. Изменение световых условий во времени: сезонная и суточная динамика прихода солнечной радиации.
Экологические группы растений по отношению к свету: гелиофиты, сциофиты и теневыносливые растения. Анатомо-морфологические и физиологические адаптации растений к световому режиму. Сезонные адаптации.
2. Тепло как экологический фактор
Значение тепла в жизни растений. Температурные пределы жизни растений. Влияние тепла на отдельные процессы жизнедеятельности растений. Тепло как ботанико-географический фактор.
Общеклиматические показатели теплового режима местообитания растений. Термические пояса земного шара. Необходимость измерения температур в конкретном местообитании. Теплообмен на поверхности почвы. Температура растений как истинный тепловой фон для процессов жизнедеятельности.
Опасность высоких температур для растений. Анатомо-морфологические и физиолого-биохимические адаптации растений к перегреву. Сезонные адаптации к перенесению жаркого периода года. Причины повреждений и гибели растений от действия холода и мороза. Анатомо-морфологические и физиолого-биохимические адаптации растений к низким температурам. Сезонные адаптации к перенесению холодного периода года. Сезонный термопериодизм.
3.Вода как экологический фактор
Значение воды в жизни растений. Характеристика местообитаний по степени водообеспеченности. Гумидные и аридные районы Земного шара. Климадиаграммы, принципы их составления и практическое значение. Местные факторы, влияющие на условия водоснабжения растений.
Экологические типы и группы наземных растений по отношению к воде. Пойкилогидридные и гомеогидридные растения. Гигрофиты, ксерофиты, суккуленты, психрофиты, криофиты, их структурные и физиологические адаптации. Мезофиты как основной тип строения растений достаточно увлажненных мест, их анатомо-морфологические и физиологические особенности. Пластичность мезофитов; закон В.Р. Заленского. Вода как среда обитания. Водные растения (гидрофиты), их деление на группы по степени связи с водной средой: гидатофиты, аэрогидатофиты, гелофиты. Анатомо-морфологические и физиологические адаптации высших водных растений разных групп к жизни в водной среде.
4. Почвенные (эдафические) экологические факторы
Значение почвы для растений. Общая характеристика почвенных экологических факторов.
Экологическое значение механического состава почвы. Псаммофиты, Анатомо-морфологические и физиологические особенности растений сыпучих песков. Роль почвенных коллоидов. Почвенный поглощающий комплекс (ППК), его значение для водного и солевого режима растений. Экологическое значение химизма почвенного раствора. Отношение растений к рН почвенного раствора. Механизм вредного влияния крайних значений рН почвы на растения. Ацидофилы, нейтрофилы, базифилы. Солевой режим почв. Потребности растений в зольных элементах и азоте. Экологическое значение азота и кальция в жизни растений. Группы растений по отношению к общему богатству почвы доступными элементами минерального питания: эутрофы, мезотрофы, олиготрофы. Влияние избытка солей в почве на растения. Растения засоленных почв – галофиты. Анатомо-морфологические и физиологические адаптации различных групп галофитов. Фитомелиорация засоленных почв
Экологическое значение органического вещества почвы. Неразложившиеся и полуразложившиеся органические остатки. Роль гумуса в обеспечении почвенного плодородия. Торф верховых болот как особый вид почвенного субстрата для растений. Анатомо-морфологические и физиологические адаптации растений сфагновых болот. Причина ксероморфизма растений верховых болот.
Экологическое значение живого населения почвы. Размерные группы почвенных организмов; роль макробиоты, мезобиоты и микробиоты в жизни растений.
5. Орографические факторы
Рельеф местности как косвенно действующий на растения фактор. Формы рельефа различных порядков. Макрорельеф и высотная поясность растительности, причины ее инверсии. Структурные и физиологические адаптации высокогорных растений. Роль мезорельефа в жизни растений. Вертикальная дифференциация растительности элементов мезорельефа. Плакоры. Правило предварения В.В. Алехина. Экстразональные растения. Значение микрорельефа для растений.
6. Биотические факторы
Зоогенные факторы. Отрицательное влияние животных-фитофагов на отдельные растения и их популяции. Защитные свойства и реакции растений, повышающие устойчивость к поеданию и механическим повреждениям животными. Роль животных-фитофагов в природных экосистемах. Экологические последствия разной пастбищной нагрузки для степных и луговых фитоценозов. Значение животных для опыления растений, распространения плодов и семян. Адаптации растений к энтомофилии, орнитофилии, зоогамии, зоохории.
Фитогенные факторы. Классификация форм взаимоотношений между растениями по В.Н.Сукачеву. Механические взаимодействия между растениями; приспособительные особенности лиан и эпифитов. Физиологические взаимоотношения между растениями: мутуализм, паразитизм, полупаразитизм, сапротрофизм. Приспособительные особенности растений-паразитов и защитные адаптации растений-хозяев. Косвенные трансабиотические и трансбиотические взаимоотношения между растениями. Влияние растений-сообитателей на положение экологического оптимума. Экологический и фитоценотический оптимумы, экологический и фитоценотический ареалы растений.
Антропогенные факторы
Особенности воздействия человека на растения и растительность на заре человечества и в современную эпоху, основные типы воздействия (прямые и косвенные), условность их разграничения. Прямые влияния человека: рубка леса, сенокошение, рекреационные нагрузки, сознательное изменение ареалов растений в процессе их интродукции. Косвенное влияние человека на растения через: осушение и подтопление территорий; загрязнение воздуха, почвы, воды; создание новых (техногенных и рудеральных) субстратов для растений; непреднамеренное изменение границ ареалов антропохорных видов.
8. Жизненные формы растений
Содержание понятия “жизненная форма”, предыстория его возникновения, значение трудов Е. Варминга. Конституционные и приспособительные признаки растений. Конвергентный характер приспособительных признаков. Жизненные формы как единицы классификации в экологии растений. Возможные изменения жизненной формы растения в пределах нормы реакции.
Система жизненных форм растений К. Раункиера: фанерофиты, хамефиты, гемикриптофиты, криптофиты, терофиты; признак, лежащий в основе их разграничения. Спектры жизненных форм, их использование в ботанической географии. Эволюция жизненных форм растений.