РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ Часть 2 Для выполнения лабораторно-практических занятий

Министерство сельского хозяйства РФ
Новосибирский государственный аграрный университет
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
Часть 2
Для выполнения лабораторно-практических занятий
по курсу «Ботаника»
Новосибирск 2012
УДК: Р 134
ББК: 28.5, я 7
Кафедра ботаники и физиологии растений
Ботаника: Рабочая тетрадь / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Агроном. фак -т; сост. С.Х. Вышегуров,
Н.В.Иванова, Е.В. Пальчикова. – Новосибирск, 2012. – 62 с.
Составители д.с.-х. проф. С.Х. Вышегуров, доц. Н.В. Иванова, ст. препод. Е.В. Пальчикова
Рецензент доц. А.Г. Митракова
Рабочая тетрадь для выполнения лабораторно-практических занятий по курсу «Ботаника» предназначена для студентов, очного и заочного образования, обучающихся по направлениям:
020400 – Биология;
110900 – Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции;
110100 – Зоотехния.
Утверждена и рекомендована к изданию методической комиссией Агрономического института
(протокол № 5 от 25 мая 2011 г.)
© Новосибирский государственный аграрный университет, 2012
ВВЕДЕНИЕ
Ботаника (гр. botane – росток, трава) – наука о растениях, их структуре, жизнедеятельности, распространении. Объектом изучения являются растения на разных уровнях их организации.
Более детальное изучение ботаники осуществляется на лабораторно-практических занятиях,
студенты учатся работать самостоятельно, формируют практические навыки (умение приготовить
микропрепарат, сделать срез объекта, обращаться с микроскопом и т.д.), а также способность мыслить,
оценивать полученные результаты и делать правильные выводы.
Для выполнения практических занятий необходимо:
• подготовить теоретический материал по заданной теме, используя лекции, учебники, пособия;
• прочитать пояснения и ход выполнения задания;
• оформить рабочую тетрадь;
• сдать работу преподавателю.
Первостепенную роль при изучении дисциплины играет научный рисунок, как средство познания
и способ сохранения полученных данных.
Студентам необходимо научиться выполнять и схематические изображения, и детальные рисунки
отдельных органов растений, которые должны быть отчетливыми, опрятными и иметь пояснительные
надписи.
В результате выполнения заданий на лабораторно-практических занятиях студенты должны уметь:
1) составлять и читать формулу и диаграмму цветка;
2) проводить морфологическое описание растений;
3) сравнивать представителей разных таксономических единиц.
Кроме того, для самостоятельного изучения студенты должны использовать лекционные материалы и учебные пособия, указанные в списке литературы. По окончании работы студенты для проверки
и закрепления знаний должны ответить на контрольные вопросы, представленные в конце каждой
пройденной темы занятия.
3
НАДЦАРСТВО ПРЕДЪЯДЕРНЫЕ – PROCARIOTA
ЦАРСТВО ДРОБЯНКИ – MYCHOTA
Тема 1. Отдел сине-зелёные водоросли – Cyanophyta
Цель занятия: рассмотреть морфологическое строение сине-зелёных водорослей. Изучить важных
представителей, особенности питания и способы размножения.
Сине-зелёные водоросли – микроскопические растения: одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые).
В состав пигментов входят: зелёный хлорофилл, синий фикоциан, красный фикоэритрин и жёлтый каротин.
Для этих водорослей характерно отсутствие в клетке оформленного ядра, нет также настоящих
хроматофоров. Протоплазма, заполняющая клетку, разделена на два слоя: наружный, прилегающий к
оболочке, в котором растворены пигменты, и внутренний, в котором локализовано ядерное вещество.
Клеточные оболочки часто ослизняются. У многих нитчатых сине-зелёных водорослей кроме вегетативных клеток имеются также гетероцисты и споры акинеты – крупные клетки с толстыми оболочками и
запасом питательных веществ, выдерживают высыхание и затем прорастают, каждая в новую особь.
Гетероцисты отличаются от вегетативных клеток водянистым, часто блестящим содержимым и
толстой, своеобразно устроенной оболочкой.
Питание автотрофное и миксотрофное – тип питания в водоемах, загрязненных гниющими остатками, организмы, обладают способностью усваивать и органические вещества.
Продукт запаса в клетке – главным образом гликоген.
Размножение у нитчатых форм происходит путем распада нити на отдельные фрагменты (гормогонии), у одноклеточных – делением клетки пополам.
Наиболее распространенные виды, встречающиеся повсемесно, относятся к родам Носток – Nostok
и осцилярия – Oscillatoria (рис 1.).
Носток – Nostoc. Живет в виде колоний шаровидной формы. Размеры колонии разнообразны:
от 1 мм до крупных размеров (со сливу). Встречается в прудах, озерах, морях.
Крупный носток используется в пищу в Японии, Корее. В центральной части колонии находится
слизь, в которой обычно в радиальном направлении расположены нити, состоящие из шарообразных
клеток. Отдельные многочисленные нити напоминают бусы. Среди округлых клеток встречаются пустые клетки более крупных размеров, имеющие двухконтурную оболочку – гетероцисты, по которым
происходит разрыв нити, поэтому их еще называют пограничными клетками.
Рис. 1. Сине-зелёные водоросли (отд. Cyanophyta)
А – осциллятория (p. Oscillatoria), Б – носток (p. Nostoc), В – анабена (р. Аnаbаеnа),
Г – лингбия (p. Lyngbya), Д – рииулирпя (p. Rivularia), Е – глеокапса (p. Glneocapsa),
Ж – xpooкокк (p. Chroococcus): 1 – общий вид, 2 – вид при малом увеличении,
3 – нить при большом увеличении, 4 – гетероциста
4
Живёт в стоячих водоёмах с чистой или загрязненной водой. В холодное время опускается на дно водоема, образуя чёрный скользкий налет. В теплое время, когда происходит ее размножение, поднимается на
поверхность воды и выглядит в виде тины, состоящей их слизистых скоплений. Нити водоросли одиночные,
неветвящиеся. При рассматривании под микроскопом хорошо заметны на концах нитей колебательные
движения, благодаря которым водоросль способна перемещаться, например, в сторону света.
Хроококк – Chroococcus. Одноклеточная шаровидная водоросль, широко распространенная
на торфяных болотах; живет в воде между кочками. Обычно представляет собой одноклеточные особи, которые иногда бывают собраны по 2 (реже по 4) клетки, окруженные общим слизистым чехлом.
Клетки внутри разделены тонкой оболочкой.
Сине-зелёные водоросли могут быть использованы для биологической очистки сточных вод.
Многие сине-зелёные водоросли синтезируют витамины и другие биологически ценные вещества,
поэтому могут быть использованы в качестве сырья для фармацевтической промышленности, а также
в сельском хозяйстве в виде дополнения к корму животным. Цианобактерии используют в качестве
зелёного удобрения. Анабена в симбиозе с папоротником азолла обладают способностью фиксировать
азот атмосферы, улучшая тем самым урожайность на 50% (рис. 1).
Некоторые виды вызывают «цветение воды» – порчу воды и как следствие замор рыбы, а также
засорение фильтров водозаборных сооружений. Многие виды вступают в симбиоз с грибами, образуя
лишайники.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Принципы систематики водорослей. Основные таксоны.
2. Морфологическая систематика.
3. Общая характеристика прокариот.
4. Классификация и особенности строения водорослей отдела Cyanobacteria (Cyanophyta).
5. Значение водорослей в природе и жизни человека.
5
Тема 2. Грибы и грибоподобные организмы
Цель занятия: рассмотреть морфологическое строение грибов и грибоподобных организмов. Изучить
важных представителей, особенности питания и способы размножения.
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
Грибы - __________________________ , прикрепленные организмы, с неограниченным ростом,
размножаются спорами, питаются абсорбтивно, для своего развития нуждаются в витаминах, а в продуктах метаболизма содержат ___________________. Оболочка грибной клетки преимущественно
содержит хитин и хитиноподобные вещества, реже целлюлозу.
Вегетативное тело гриба состоит из системы тончайших ветвящихся гиф, называемых грибницей
или____________________________.
Мицелий многих низших грибов не имеет поперечных перегородок. Такой мицелий называется
_________________________ или нечленистым. Его нельзя назвать одноклеточным, так как здесь
много ядер, но отдельные клетки мицелия не обособлены одна от другой перегородками; у примитивных форм мицелий представлен голым комочком плазмы – ______________________________ .
Экологические классификации грибов основаны на двух подходах – трофическом (на основе способа _______________________ -паразитический, симбиотрофный, сапротрофный), и топическом
(на основе среды обитания, например, почвенные, водные грибы и т.д.).
Задание 2. Изучить современную систематику грибов и грибоподобных организмов.
В настоящее время принята следующая систематика грибов и грибоподобных организмов.
Выделяется царство грибов Fungi, или Mycetalia, включающее отделы: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota и Отдел Lichemycota.
Ряд исследователей выделяет часть организмов в царство Chromista, куда помещает, наряду
с бурыми и диатомовыми водорослями, два отдела «псевдогрибов» (грибоподобных организмов) –
Oomycota, Labyrinthulomycota и отдел Hyphochytridiomycota.
Царство Cercozoa, включающее в себя два отдела (Отдел Plasmodiophoromycota и Отдел
Myxomycote).
Систематическая схема грибов и грибоподобных организмов
Надцарство
Eucaryota
y
Царство Cercozoa
Отдел Plasmodiophoromycota
Отдел Myxomycota
Царство
во Fungi
Fu
Отдел Chytridiomycota
Отдел Zygomycota
Отдел Ascomycota
Отдел Basidiomycota
Отдел Lichemycota
Царство Chromista
Отдел Oomycota
Отдел Labyrinthulomycota
Отдел Hyphochytridiomycota
Рассмотрим более подробно царство Fungi, или Mycetalia.
Отдел хитридиомикота (Chytridiomycota). Важнейшими представителями порядка Хитридиевые являются возбудителями чёрной ножки капустной рассады Olpidium brassicae и возбудитель рака
картофеля Synchytrium endobioticum. Данные грибы – облигатные внутриклеточные паразиты, они
заражают молодые растения и ткани подземных частей растений. Развитие болезней наблюдается
в условиях повышенной влажности почвы. Корневая шейка у пораженных растений размягчается,
чернеет, ткань загнивает. Растение теряет тургор, желтеет, погибает. Цикл развития Olpidium brassicae
состоит из следующих фаз: зооспора, которая располагается в почве проникает в эпидермальную
6
клетку растения и превращается в плазмодий (голый комочек цитоплазмы); плазмодий увеличивается в размерах, становится многоядерным, затем плазмодий покрывается стенкой и превращается в
зооспорангий; на зооспорангии образуется длинная выводковая трубка, через нее зооспоры выходят
наружу и попадают в почву.
Половой процесс изогамный. При сливании зооспор, образуется покоящая циста, прорастающая
в следующей весной в один зооспорангий.
Задание 3. Рассмотреть и обозначить бесполое и половое размножение почвенных грибов
Olpidium brassicae.
Рис. 2. Жизненный цикл ольпидия:
А – бесполое размножение, Б – половое размножение, М – мейоз:
1 – рассада капусты, пораженная ольпидием, 2 – плазмодий ольпидия в клетке корневой шейки,
3 – образование зооспорангия, 4 – зооспора, 5 – проникновение зооспоры в клетку эпидермы,
6 – изогаметы, 7 – зигота, 8 – двухъядерный зимующий плазмодий, 9 – прорастание зиготы
Для представителей рода синхитриум (Synchytrium) характерно образование из плазмодия не одного,
а несколько зооспорангиев, т.е. соруса зооспорангиев. Характерный симптом болезни, вызываемой возбудителем рака картофеля S. еndobioticum – это разрастание ткани, образование наростов на клубнях,
столонах, иногда на нижних листьях, лежащих на земле.
Задание 4. Изучить жизненный цикл Synchytrium и обозначить важные элементы развития
почвенного паразита (рис. 3).
Рис. 3. Жизненный цикл синхитрия:
А – бесполое размножение, Б – половое размножение, М – мейоз:
1 – клубни картофеля, пораженные синхитрием; 2 – плазмодий синхитрия в клетке клубня;
3 – образование сория зооспорангиев; 4 – зооспора; 5 – проникновение зооспоры в клетку эпидермы
молодого клубня; 6 – изогаметы; 7 – зигота; 8 – проникновение зиготы в клетку эпидермы клубня;
9 – образование цисты
7
Вначале опухоль белого цвета, затем по мере разрастания становится бурой. В почве раковые наросты
быстро загнивают и разрушаются. В почву попадают покоящие споры – цисты (сохранность до 10 лет).
При прорастании цисты образуются зооспоры. Зооспора проникает в клетку растения и превращается
в плазмодий. При копуляции зооспор образуется покоящая циста с толстой оболочкой. Пораженные
клубни часто бывают недоразвитыми и содержат мало крахмала. В них находятся цисты паразита.
Отдел Зигомикота (Zygomycota). Среди них есть как сапротрофы, так и паразиты грибов, насекомых, а также человека. Зигомицеты имеют хорошо развитый многоядерный несептированнный
мицелий. Бесполое размножение осуществляется неподвижными спорами, развивающимися внутри
спорангиев. Для отдела зигомикота характерен своеобразный половой процесс – зигогамия. При зигогамии сливается содержимое 2 клеток, не дифференцированных на гаметы. Гифы мицелиев растут
навстречу друг другу, концы их утолщаются, происходит соприкосновение 2 мицелиев и отделение
перегородками. После слияния клеток развивается покоящаяся зигоспора (2n), при прорастании которой образуется гифы со спорангием на конце.
Задание 5. Рассмотреть и обозначить бесполое и половое размножение у мукоровых грибов.
Рис. 4. Жизненный цикл мукора:
А – бесполое размножение, Б – половое размножение, М – мейоз:
1 – гетероталличный мицелий, 2 – споры, 3 – прорастание спор, 4 – конъюгация гаметангиев,
5 – зигота и ее прорастание, 6 – спорангионосец, 7 – спорангий
Мукоровые грибы живут сапротрофно в почве, на растительных остатках, на навозе, а также поселяются на хлебе, овощах. При неблагоприятных условиях гифы распадаются на членики (оидии),
которые покрываются толстой стенкой и превращаются в хламидоспоры.
Отдел Аскомицеты (Ascomycota). Мицелий хорошо развит, септированный. Встречаются также
дрожжевидные формы. Бесполое размножение осуществляется при помощи конидий. Половой процесс –
чаще всего по типу гаметангиогамии, состоит в слиянии двух обычно многоядерных специализированных структур, женские гаметангии – архикарпы и мужские – антеридии. Споры полового размножения
образуются эндогенно – в сумке. Клеточные стенки содержат хитин и глюканы; у дрожжей – глюканы
и маннаны. Мицелий погружен в субстрат, на поверхности образуются лишь органы размножения.
Большинство видов – сапрофиты и паразиты.
Задание 6. Рассмотреть и изучить последовательность полового процесс у сумчатых грибов, обозначить органы размножения (рис. 5).
Архикарп состоит из двух клеток – нижней вздутой – аскогона, и верхней цилиндрической – трихогины. Антеридий состоит из одной цилиндрической клетки. Оба органа обычно многоядерные. Антеридий примыкает к верхушке трихогины, содержимое его переливается в архикарп, где происходит
8
слияние цитоплазмы. Ядра разного происхождения не сливаются, а сближаются попарно, образуя
дикарионы. После этого из аскогона образуются ветвящиеся аскогенные гифы. В них переходят дикарионы, в завершающей фазе полового процесса в верхушечных члениках аскогенных гиф происходит
слияние ядер дикарионов. Образуется зигота, которая сразу же делится митозом и мейозом, в результате получаются 8 гаплоидных аскоспор. Верхушечные членики, в которых содержатся аскоспоры,
разрастаются и превращаются в аски, или сумки.
Рис. 5. Последовательность полового процесса у сумчатых грибов:
А – аскоспора; Б – гаплоидный мицелии; В – органы полового размножения;
Г – срастание трихогины с антеридием, переход протопласта в аскогон, образование дикарнонов;
Д – образование аскогенных гиф; Е – формирование аска на конце аскогенной гифы;
Ж – образование аскоспор; М – мейоз: 1 – аскогон; 2 – трихогина (1-2 архикарп); 3 – антеридии;
4 – аскогенная гифа; 5 – зигота; 6 – аск с аскоспорами
Задание 7. Рассмотреть и подписать вегетативное тело сумчатых грибов.
Рис. 6. Сумчатые грибы:
а – пеницилл,
б – аспергилл;
1 – мицелий,
2 – конидиеносец,
3 –членистый конидиеносец,
4 – конидии
Задание 8. Изучить рассмотренных представителей сумчатых грибов, на примере Claviceps purpurea
и сделать обозначения.
Порядок Квалицепсовые, или Спорыньевые – паразиты на злаках. Мицелий проникает в завязь
пестика, разрушает ее ткани и образует конидеальное спороношения.
Спорынья Claviceps purpurea обнаруживается к концу лета в колосьях вместо зерновок появляются
крупные рожки – склероции спорыньи. Это плотные сплетения обезвоженных гиф. Склероции опадают
на землю и зимуют. Весной на них появляются стромы, сидящие на красных ножках. По переферии
9
располагаются перетеции, в каждом из которых образуется до 100 асков с 8 спорами. Споры разносятся
ветром и переносятся на цветущие в это время злаки, где спора прорастает в гифу, которая внедряется
в завязь. Изучить строение и размножение гриба из пор. Квалицепсовые.
Рис. 7. Жизненный цикл спорыньи:
А – бесполое размножение, Б – половое размножение, М – мейоз:
1 – мицелий, 2 – медвяная роса на пораженном спорыньей колосе, 3 – конидиеносец с конидиями,
4 – прорастание конидии, 5 – колос ржи со склероциями,
В – проросший склероций с головчатыми стромами на ножках, 7 – половой процесс,
8 – строма (продольный разрез), 9 – перитеций с асками,
10 – аск с нитевидными аскоспорами, 11 – аскоспора и её прорастание
Разрастаясь в мицелий гифы через несколько дней отчленяют от себя конидии и выделяют медвяную
росу – сладковатую жидкость, привлекающую насекомых, и переносят конидии на цветки здоровых
растений и таким образом распространяют болезнь.
Отдел Базидиомикота (Basidiomycota). Для базидиальных грибов характерно членистое строение
гиф. Бесполое размножение осуществляется конидиями, но происходит редко. Половое размножение
происходит в виде соматогамии, при которой сливаются две вегетативные одноядерные клетки гаплоидного мицелия. У небольшого количества гомоталличных видов могут сливаться клетки одного
и того же мицелия. Большинство видов являются гетероталличными, соответственно у них соматогамия происходит только между гифами с противоположными знаками – «+» и «–». Половые органы у
базидиальных грибов не образуются.
Рис. 8. Половой процесс
у базадиомицетов:
А – базидиоспора,
Б – гаплоидные гифы,
В – соматогамия,
Г – формирование базидии:
1 – зигота,
2 – базидия,
3 – базидиоспора
Как и у сумчатых грибов, вначале следует плазмогамия, т.е. слияние цитоплазмы клеток. Гаплоидные
ядра сближаются, образуя дикарион, но не сливаются между собой. Клетки при этом могут делиться, при этом одновременно митотически делятся и оба ядра дикариона. В результате каждая клетка
гифы содержит по дикариону. У большинства видов деление слеток сопровождается образованием
боковых выростов – пряжек, что обеспечивает равное деление сестринских ядер и их распределение в
10
дочерние клетки. Стадия дикариона очень длительная, она может продолжаться годами (у трутовиков
даже десятилетиями). Мицелии при этом растет, пронизывая субстрат. Дикарионы, кроме того, могут
образовываться при переносе конидий на мицелий противоположного знака, у некоторых видов (например, у головневых) могут сливаться базидиоспоры.
Органы полового спороношения – базидиоспоры развиваются экзогенно в особых структурах – базидиях. При этом происходит кариогамия – слияние ядер дикариона, и образуется зигота, которая без
периода покоя делится мейотически. Образовавшиеся при этом четыре гаплоидные клетки становятся
базидиоспорами, а клетка, от которой они возникли, – базидией. Обычно базидиоспоры располагаются
на маленьких и тонких выростах базидии – стеригмах.
В зависимости от строения различают несколько типов базидии. Холобазидия имеет булавовидную
форму и одноклеточное строение. Гетеробазидия состоит из расширенной нижней части – гипобазидии
и верхней – эпибазидии, которая является выростом гипобазидии. Фрагмобазидия, или телиобазидия,
образуется из толстостенной покоящейся клетки путем образования поперечных перегородок, которые
делят её на четыре клетки. По бокам от этих клеток развиваются базидиоспоры.
Пыльная головня пшеницы (Ustilago tritici) имеет более сложный жизненный цикл. У пораженного колоса чешуйки колосков и зерновки разрушены и покрыты черными телиоспорами. Они мельче,
чем телиоспоры твердой головни пшеницы, поверхность их не ячеистая. Телиоспоры попадают на
здоровые колосья.
Задание 9. Изучить рассмотренных представителей базадиальных грибов, на примере пыльной
головни пшеницы Ustilago tritici и сделать обозначения.
Рис. 9. Жизненный цикл пыльной головни пшеницы:
М – мейоз: 1 – колос пшеницы, пораженный пыльной головней; 2 – телиоспора;
3 – цветущий колос пшеницы; 4 – телиоспора на пестике; 5 – прорастание телиоспоры и образование
базидиоспор; 6 – копуляция члеников фрагмобазидии; 7-8 – внедрение гифы в зародыш;
9 – прорастание пораженной зерновки; 10 – образование телиоспор
На рыльце пестика они прорастают и образуют фрагмобазидию. Однако базидиоспоры не возникают,
а происходит попарная копуляция члеников фрагмобазидий, которые затем прорастают в дикарионные
гифы. Последние проникают в завязь, разрастаются внутри эндосперма и зародыша, но не разрушают
их. Пораженные зерновки не отличаются от здоровых ни формой, ни массой и способны прорастать.
Следовательно, здесь заражение происходит не в почве, а во время цветения и формирования зерновки. При посеве, когда зародыш трогается в рост, начинается и интенсивный рост мицелия. Особенно
сильно разрастается мицелий в соцветии, где накапливается много питательных продуктов. Здесь он
распадается на отдельные членики, которые покрываются толстой стенкой и превращаются в телиоспоры. При этом соцветие деформируется и представляет собой черную пылящую массу.
11
Отдел Лишайники (Lichemycota). Лишайник образован из двух компонентов: гетеротрофного
гриба, который составляет микобионт лишайника, и автотрофной водоросли, которая составляет
фикобионт. Тело лишайника представляет собой слоевище (таллом), причем основная часть объема
слоевища (90-95%) приходится на гифы гриба. В качестве микобионта чаще всего присутствуют сумчатые грибы, реже базидеальные. Строение гиф в лишайнике имеет ряд особенностей по сравнению с
гифами обычных грибов. Гифы членистые, причем отверстия, соединяющие соседние компартменты,
имеются не только в поперечных, но и в продольных перегородках.
Задание 10. Рассмотреть важных представителей из Отдела Лишайники, сделать соответствующие
подписи к рисункам.
Рис. 11. Лишайники (отд. Lichemycota):
А-В – листоватый лишайник пармелия (p. Parmelia) (А – общий вид таллома с апотециями,
Б – поперечный разрез гетеромерного таллома, В – начальная фаза образования соредии);
Г – листоватый лишайник лептогия (p. Leptogium) (поперечный разрез гомео-мерного таллома);
Д – накипный письменный лишайник (Graphis strip to) на корке дерева, Е – кустистый бородатый
лишайник (p. Usnea), Ж – кустистый олений лишайник – ягель (Cladonia rangipherina);
1 – верхний корковый слой, 2 – гонидиальный слой, 3 – сердцевинный слой гиф,
4 – нижний корковый слой
Поскольку лишайники обычно находятся над субстратом, они подвергаются иссушающему воздействию атмосферного воздуха. Для уменьшения потери воды клеточные стенки гиф сильно утолщены,
особенно у гиф, расположенных во внешней среде.
Рост лишайников в природе идет очень медленно, при культивировании микобионта он еще более
замедляется (примерно 1-2 мм в месяц).
Традиционно взаимоотношения микобионта и фикобионта определяются как взаимовыгодные
т.е. симбиотические, при котором гриб защищает водоросль от высыхания, нагревания, избыточных
солнечных лучей и т. д., а также снабжает её неорганическими веществами, в том числе и водой. Водоросль, в свою очередь, снабжает оба компанента синтезированными органическими веществами.
12
Тема 3. Царство Chromista (грибоподобные)
Цель занятия: изучить основные грибоподобные организмы и сделать обозначения к рисункам.
Три отдела грибов, ныне трактуемые как грибоподобные организмы, или псевдогрибы, относятся к
царству Chromista, куда они помещены наряду с бурыми, золотистыми и жёлтозелёными водорослями.
«Грибы», входящие в эти отделы, интерпретируются здесь как вторично бесцветные, потерявшие
хлорофилл организмы. Представители этого царства имеют митохондрии в основном с трубчатыми
кристами, перистые жгутики с трёхчленными жгутиковыми волосками. Их клеточная стенка чаще
содержит целлюлозу и в ней в основном отсутствуют хитин.
Отдел Оомикота (Oomycota). Целлюлоза в клеточной стенке отсутствуют. Запасное вещество –
полисахарид миколаминарин, гликоген, типичный для настоящих грибов отсутствует. Подвижные
стадии (зооспоры) – двужгутиковые.
Вегетативное тело – хорошо развитый неклеточный мицелий. Спорангиеносцы обычно хорошо отличимы от мицелия, ветвятся симподиально. Зооспорангии лимоновидные или яйцевидные, обычно опадают
со спорангиеносцев и распространяются ветром и токами воды. При наличии капельно-жидкой воды зооспорангий прорастает зооспорами, которые выходят или по одной, иногда группой. При отсутствии воды и
высокой температуре зооспорангий прорастает как отдельная экзогенная спора – конидия, непосредственно
в гифу, что рассматривается как приспособление к наземному образу жизни. Поэтому спорангиеносцы и
спорангии пероноспоровых называют, соответственно, конидиеносцами и конидиями.
Виды рода фитофтора могут питаться сапротрофно, но чаще паразитируют на растениях. Они имеют
очень важное практическое значение, особенно так называемый «картофельный» гриб – Phytophthora
infestans.
Задание 1. Рассмотреть и обозначить бесполое и половое размножение картофельного гриба –
Phytophthora infestans.
Рис. 10. Жизненный цикл фитофторы:
А – бесполое размножение, Б – половое размножение, М – мейоз:
1 – лист и клубни картофеля, пораженные фитофторой; 2 – конидия и ее прорастание;
3 – зооспорангии и выход зооспор; 4 – зооспора; 5 – прорастание зооспоры па листе и клубне;
6 – оогоний и антеридий; 7 – оогамия; 8 – образование ооспоры; 9 – прорастание ооспоры
Гриб, паразитирующий на картофеле и томатах, и вызывающий заболевание фитофтороз, причиняет
большой ущерб при выращивании и хранении картофеля. Гриб поражает листья и клубни картофеля.
Мицелий распространяется по межклетникам, проникая внутрь клеток хозяина специализированными
13
ответвлениями – гаусториями. Через гаустории питательные вещества клеток организма-хозяина поступают в таллом гриба. Мицелий также может пробивать и стенки клеток, вызывая быстрое отмирание
тканей растения-хозяина, что проявляется в появлении на пораженных листьях картофеля бурых пятен.
С нижней стороны поражённого листа в области пятен виден беловатый налет, состоящий из пучков
спорангиеносцев со спорангиями (или конидиями), которые высовываются из устьиц. Образование
ооспор в тканях отмерших листьев у Phytophthora infestans наблюдается очень редко.
Один из основных способов борьбы – выведение устойчивых к фитофторе сортов картофеля и
томатов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Почему грибы выделены в отдельное царство?
2. Как устроено тело грибов?
3. Каковы особенности строения мицелия у хитридиомицетов?
4. Каковы особенности вегетативного, бесполого и полового размножения оомицетов?
5. Охарактеризуйте строение мицелия, особенности размножения зигомицетов.
6. Как происходит образование сумки аскомицетов?
7. Каков жизненный цикл спорыньи?
8. Роль Аскомицетов и Базидиомицетов в природе и хозяйственной деятельности человека.
9. В чем особенности организации и строения лишайника?
10. Значение лишайников в природе и народном хозяйстве?
14
ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ – Plantae.
НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ
Тема 4. Водоросли
Задание 1. Дать краткую характеристику водорослей, записать в рабочую тетрадь.
Вегетативное тело водорослей представлено ________________________________________
__________________________________________________________________________ .
Способ питания ______________________________________________________________
__________________________________________________________________________ .
Фотосинтезирующий аппарат представлен ________________________________________ .
Тело водорослей может быть ____________________________________________________
____________________________________________________________и многоклеточным.
Способы размножения водорослей________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Значение водорослей __________________________________________________________
___________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________ .
Задание 2. Рассмотреть и подписать внешнее строение разножгутиковых водорослей, а также органы полового и бесполого размножения.
Рис.12. Жёлто-зелёные водоросли
(отд. Хаnthophyta):
1 – неклеточный таллом,
2 – ризоиды,
4 – зооспорангий,
5 – зооспора,
6 – оогоний,
7 – антеридий,
8 – яйцеклетка,
9 – сперматозоид,
10 – зигота
Задание 3. Научиться распознавать морфологические структуры тела водорослей.
В настоящее время различают 9 основных типов морфологической структуры тела водорослей.
Из них 4 относятся к одноклеточным формам, 1 – к неклеточным, остальные 4 – к многоклеточным
(колониальные формы, будучи существенным этапом на пути усложнения организации водорослей,
все же являются лишь разновидностью одноклеточного строения).
Таблица 1
Морфологическая структура тела водорослей
Типы морфологических структур
Амебовидная структура – характеризуется отсутствием
постоянной формы клетки, оболочки и жгутиков. Передвигаются водоросли с помощью псевдоподий, способны
совершать ползучие движения.
Изображение
Амебоидная
структура
у золотистых
водорослей
15
Продолжение таблицы 1
Псевдоподии часто бывают длинными и тонкими, и
тогда их называют ризоподиями, которые сохранились
у золотистых и жёлто-зелёных водорослей.
Монадная (жгутиковая) структура свойственна одноклеточным организмам и характеризуется наличием у
таких клеток одного, двух или нескольких жгутиков,
обуславливающих активное движение в воде. Эта структура преобладает у пирофитовых, золотистых водорослей, у более высокоорганизованных монадное строение
имеют клетки, служащие для бесполого (зооспоры) или
полового (гаметы) размножения.
Коккоидная структура характеризуется неподвижными клетками различной формы и размеров, с плотной
клеточной стенкой, одиночными или соединенными
в колонии (ценобии). Встречается у зелёных, синезелёных, золотистых водорослей, а у диатомовых она
является единственной, у других представителей наблюдается в циклах развития (апланоспоры, акинеты,
тетраспоры и др.).
Пальмеллоидная структура представляет собой соединение множества коккоидных клеток, погруженных в
общую слизь, но не имеющих плазматических связей.
О пальмеллоидной структуре можно говорить лишь в
том случае, если она является постоянной формой вегетативного роста, а если эта структура представляет собой
временную стадию, то ее называют пальмеллевидным
состоянием или колонией.
Нитчатая структура в мире водорослей является простейшей формой многоклеточного слоевища и представляет собой соединение неподвижных клеток в нити,
между которыми осуществляется физиологическое
взаимодействие с помощью плазмодесм. Нити могут
быть простыми и ветвящимися, свободноживущими,
прикрепленными и объединенными чаще всего в слизистые колонии.
Пластинчатая структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластинок, состоящих
из одного и более слоев клеток. При делении клеток
нити в трех направлениях пространства могут возникать
паренхиматические структуры.
16
1 – одиночные клетки Chrysamoeda,
2 – рядовое объединение клеток Chrysidiastrum,
3 – групповое объединение клеток Rhizochrysis
Монадная
структура
у зелёных
водорослей
1 – одиночная клетка Chlamydomonas,
2 – колония Pyrobotrys,
3 – колония Eudorina, образованная слизью
Коккоидная
структура
у зелёных
водорослей
1 – одноклеточная клетка Characium,
2 – колония Coelastrum, образованная срастанием клеток
Пальмеллевидное
состояние
у зелёной
водоросли
Chlamydomonas
Нитчатая
структура
у сине-зелёных
водорослей
1 – простое строение нити с диффузным ростом у
Oscillatoria; 2 – с дифференцированным основанием у
Endonema; 3 – верхушка нити у Rivularia, вытянутая
в волосок; 4 – нтреркалярный рост у Gleotrichia
Пластинчатая
структура
у зелёной водоросли Prasiola;
однорядная нить,
разрастающаяся
в однослойную
пластинку
Окончание таблицы 1
Сифигенная (сифонная) структура – слоевище, часто
крупных размеров и сложной морфологической дифференцировки, без клеточных перегородок с множеством
ядер.
Тканевая структура представляет собой наиболее высокую форму усложнения таллома. В ней клетки начинают образовывать подобие тканей (у бурых и харовых
водорослей).
Сифональная
структура
у морской зелёной
водоросли
Caulerpa
(часть таллома)
Харофитная
структура
(р. Chara)
Задание 4. Изучить и подписать водоросли из отдела Диатомовые (Diatomophyta).
К отделу относятся микроскопические одноклеточные или колониальные по организации водоросли, лишённые подвижных жгутиковых стадий (за исключением наиболее примитивных) и имеющие
коккоидную структуру таллома.
Характерная особенность диатомовых в строении клеточной оболочки. К наружному уплотнённому
слою протопласта клетки плотно прилегает панцирь из кремниевого гидрогеля. Панцирь состоит из
двух половинок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. Большая часть створки называется эпитека, меньшая часть – гипотека.
Запасные вещества – масло, волютин, хризоламинарин. Размножение происходит вегетативным
путём при помощи деления, либо половым процессом в виде конъюгации, изогамии, реже оогамии.
Диатомовые широко используются в пищевой, медицинской и химической промышленности.
Рис. 13. Диатомовая водоросль
пиннулярия:
а – внешний вид,
б – вид со стороны пояска,
в – гипотека,
г – эпитека,
д – вегетативное деление
Задание 5. Дополните правильное по смыслу в предложения.
1. Водоросли, которые находятся в толще воды во взвешенном состоянии или активно плавают,
называют _______________, те, которые ведут прикрепленный образ жизни, – _______________.
2. Тело водорослей называется________________________, или ______________________ .
3. Клетки водорослей поверх плазмалеммы имеют_______________из __________________ .
4. Органеллы, благодаря которым происходит процесс фотосинтеза называются ____________
______________и вокруг которых откладывается крахмал – ____________________________ .
5. Формы полового процесса у водорослей разнообразны – _________________, ___________
________, ______________________ и ______________________.
6. Яйцеклетки развиваются в женских гаметангиях –_________________________________ ,
сперматозоиды – в мужских гаметангиях – ______________________________________.
7. Подвижные споры водорослей называются_____________, неподвижные – ______________ .
17
Задание 6. На временном препарате при малом и большом увеличениях рассмотреть нить спирогиры со спирально расположенными в постенном слое цитоплазмы хроматофором. На его поверхности
видны пиреноиды (белковые тельца), вокруг которых накапливается крахмал. Клетки одноядерные.
Изучить жизненный цикл спирогиры и обозначить важные элементы строения
Рис. 14. Жизненный цикл спирогиры:
1 – часть таллома, 2-3 – последовательность соматогамии (конъюгации), 4-5 – зигота,
6-7 – мейоз зиготы и отмирание трех гаплоидных ядер, 8 – прорастание зиготы,
9 – клеточная стенка, 10 – гитоплазма, 11 – ядро, 12 – хроматофор, 13 – пиреноид
Задание 7. Изучить и подписать водоросли из Отдела Харовые (Charaphyta).
Рис. 15. Харовые водоросли. Хара (Chara fragilis):
1 – общий вид, 2 – часть таллома, 3 – щиток антеридия, 4 – спермии;
а – ризоиды, б – клубеньки, в – оогоний, г – антеридий, д – спермагенная нить
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что собой представляет вегетативное тело водорослей?
2. Какова среда обитания водорослей?
3. Как осуществляется размножение водорослей?
4. Каковы особенности химического состава и строения клеточных стенок у диатомовых водорослей?
5. Каковы особенности бесполого и полового размножения диатомовых водорослей?
6. Наличие каких пигментов обусловливает окраску бурых водорослей?
7. У каких водорослей в жизненном цикле имеется правильное чередование диплоидной и гаплоидной фаз – спорофита и гаметофита?
8. Как происходит конъюгация и у каких водорослей она бывает?
9. Что характерно для строения клетки зеленых водорослей?
10. Какие способы размножения встречаются у зеленых водорослей?
11. Каковы особенности строения таллома и органов полового размножения харовых водорослей?
18
ВЫСШИЕ СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ
Для растений характерно закономерное чередование полового и бесполого поколений – гаметофита и спорофита. У споровых процессы споро- и гаметогенеза разобщены во времени и пространстве:
спорофиты, образующие споры, и гаметофиты, продуцирующие гаметы, являются самостоятельными
организмами, ведущими раздельное существование (исключение – Моховидные). Споры у споровых
растений образуются в специальных образованиях – многоклеточных спорангиях, возникающих на
диплоидном спорофите. В спорангиях части растений все споры одинаковые. Они называются равноспоровыми. У других растений образуются споры разной величины: мелкие – микроспоры и крупные –
мегаспоры, такие растения получили название разноспоровых.
К споровым относятся семь отделов, два из которых – Риниевые и Зостерофилловые полностью
вымерли. Остальные отделы наряду с вымершими включают и ныне существующие виды.
Систематическая схема высших растений
П/ц
Высшие растения
Cormobionta
Отдел
тдел
Моховидные –
Bryophyta
Отдел
Отдел
Плауновидные –
Lycopodiophyta
Отдел
Отдел
Псилотовидные –
Psilotophyta
Отдел
Отдел
Хвощевидные –
Equisetophyta
Отдел
Отдел
Папоротниковидные –
Polypodiophyta
Тема 5. Отдел моховидные – Bryophyta
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
Отдел Моховидные отличаются от высших семенных растений по ряду признаков: расселение
происходит посредством _______________________________ ; в цикле развития четко выражено
чередование _________________ ; процессы полового и бесполого размножения разделены: споры
образуются в ______________одних растений – спорофитах, а гаметы – в______________других
растений – гаметофитах;
мужской половой орган – _________________________содержит многочисленные подвижные
сперматозоиды, а женский – ________________ – неподвижную яйцеклетку, для оплодотворения
необходима капельно-жидкая влага; для осевых органов не характерно вторичное утолщение из-за
отсутствия вторичной образовательной ткани __________________________________________.
Высшие споровые подразделяются на предпобеговые бессосудистые, включающие отдел –
_________________________, и на побеговые сосудистые, охватывающие три отдела – плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные (наличие настоящих проводящих тканей, корней, листьев).
Только у моховидных в жизненном цикле преобладает ____________ (n) над спорофитом (2n).
Задание 2. Изучить и зарисовать внешнее строение мхов.
Для мхов характерен ряд примитивных признаков строения вегетативного тела. Мохообразные не
имеют настоящих листьев и стеблей. Гаметофит имеет каулидий и фотосинтезирующий орган филлидий,
отсутствуют корни, всасывающую функцию выполняют ризоиды.
Рис. 16. Торфяной мох сфагнум оттопыренный
19
Задание 3. Изучить адаптивную классификацию моховидных.
Отдел Моховидные делят на 3 класса:
Печёночные мхи – Hepaticopsida
Антоцеротовые мхи – Anthocerotopsida
Листостебельные мхи – Bryopsida
Подклассы класса Листостебельные мхи:
Сфагновые мхи – Sphagnidae
Андреевые мхи – Andreaeidae
Бриевые мхи – Bryidae
В Западной Сибири встречаются только два класса, изучим подробно их классификацию.
Отдел Bryophyta – Моховидные
Класс Bryopsida – Мхи
Подкласс Вгуidae – Бриевые мхи
Порядок Polytrichales – Политриховые
Семейство Роlуtrichaceae – Политриховые
Вид Роlуtrichum commune Hedw. – Кукушкин лён обыкновенный
Класс Нераticopsida – Печёночники
Подкласс Marchantiidae – Маршанциевые
Порядок Marchantiales – Маршанциевые
Семейство Marchantiaceae – Маршанциевые
Вид Marchantia роlуmorpha L. – Маршанция многообразная
Задание 4. Дана краткая характеристика трёх классов. Необходимо внимательно прочитать и дописать соответствующее название классов.
1) Класс ____________________________________
Гаметофит представляет собой распростертое по поверхности субстрата (почвы, реже коры деревьев) вильчато ветвящееся слоевище, имеющее обычно вид многолопастной тёмно-зелёной, иногда
курчавой по краям розетки. Листьев у растения нет, но иногда верхняя поверхность слоевища покрыта пластинчатыми или волосковидными придатками, защищающими его от высыхания. На нижней
поверхности слоевища имеются одноклеточные волоски, или ризоиды, с помощью которых растение
прикрепляется к почве и всасывает из неё воду с растворенными в ней минеральными солями. Спорогон
роговидный, нарастающий в основании и раскрывающийся постепенно с верхушки на две створки, с
колонкой внутри, имеются устьица.
2) Класс ____________________________________
Гаметофит имеет вид листостебельного побега с листьями, располагающимися на стебле спирально
и симметрично, на верхушке с антеридиями или архегониями. Хлоропласты без пиреноидов. Протонема нитчатая или пластинчатая, дорзовентральная. Ризоиды многоклеточные. Спорогон нередко с
устьицами без зоны роста в основании, коробочка без элатер, но с колонкой.
3) Класc ____________________________________
Гаметофит имеет вид таллома или плоского листостебельного побега с двурядно расположенными
листьями без жилки. Протонема пластинчатая, ризоиды одноклеточные. Спорогон расчленен на ножку
и коробочку, разрывающуюся сверху на 4-6 лопастей, устьица отсутствуют, коробочка без колонки, с
элатерами.
20
Задание 5. Рассмотреть жизненный цикл зеленого мха и подписать внешний облик женского,
мужского гаметофитов и спорофазу.
Рис. 17. Жизненый цикл мха кукушкин лён (Polytrichum commune):
А – спорофаза, Б – гаметофаза; 1) мужской и 2) женский гаметофиты;
3) антеридий со сперматозоидами; 4) архегоний с яйцеклеткой; 5) развитие зиготы из оплодотворенной
яйцеклетки; 6) развивающийся спорофит; 7) зрелые спорофиты на женских гаметофитах:
а) ножка; б) коробочка; в) крышечка; г) колонка; 8) спорогенные клетки спорангия и образование
из них спор (мейоз)); 9) споры; 10) прорастание спор, образование протонемы
Задание 6. Напишите о значении мохообразных в природе и народном хозяйстве.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие черты строения и особенности жизненного цикла моховидных свидетельствует об их
близости к водорослям?
2. Почему моховидные рассматривают как самостоятельную ветвь в эволюции растений?
3. Строение гаметофита на примере кукушкиного льна?
4. Каково соотношение спорофита и гаметофита в цикле развития моховидных?
5. Строение спорогона у кукушкина льна?
6. Какие классы включает отдел моховидные?
7. Каково строение вегетативного тела листостебельных мхов?
8. Какова роль моховидных в природе? Как их использует человек?
21
Тема 6. Отдел Плауновидные – Lycopodiophyta
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
Плауновидные – одни их наиболее древних высших растений. Современные виды – многолетние
вечнозеленые травянистые растения, со стелющимися ________________________, ветвящимися
стеблями, корнями и спирально расположенными чешуйчатыми листьями. У плауновидных листья
возникли как выросты на осевых органах; их называют ______________________ . У большинства
высших растений листья образовались в результате уплощения боковых веточек. У плаунов есть
флоэма, ксилема, перицикл. Выделяют два класса: равноспоровые Плауновые и разноспоровые Полушниковые.
Задание 2. Рассмотреть внешний облик спорофита (ортотропные и плагиотропняе побеги, придаточные корни, спирально расположенные листья, спороносные колоски).
Рис. 18. Общий вид растения с колосками (спорофит); спора, спорофилл со спорангием
Задание 3. Изучить адаптированную классификацию плауновидных
Отдел Плауновидные делят на два класса:
Классы
Семейства
Рода
Виды
Плауновые (Lycopodiopsida)
Полушниковые (Isoёtopsida)
Плауновые
Селагинелловые (плаунковые)
Плаун
Селагинелла (плаунок)
Плаун булавовидный
Селагинелла плауновидная
Задание 4. Дана краткая характеристика двух классов, необходимо внимательно прочитать и дописать соответствующее название классов.
1) Класс _____________________________________
Растения с дихотомически ветвящимися прямостоячими или лежачими стеблями. Листья чешуйчатые. На верхушках некоторых побегов развиваются спороносные колоски – стробилы. У большин22
ства видов селагинелл в спороносных колосках образуется два вида спор: в микроспорангиях много
микроспор, в мегаспорангиях – 4 крупные мегаспоры. При прорастании микроспоры развивается
сильно редуцированный, состоящий из одной вегетативной клетки мужской заросток (гаметофит)
с антеридием и многочисленными сперматозоидами; женский заросток развивается из мегаспоры,
он многоклеточный, крупнее мужского, в ткань его погружены архегонии, содержащие яйцеклетки.
Оплодотворение происходит на почве в присутствии свободной воды. Из зиготы без периода покоя
развивается маленькое растение со всеми основными органами взрослого растения. Проростки селагинеллы некоторое время прикреплены к гаметофиту и внешне напоминают проростки двудольных
растений. Особенность селагинелловых – разноспоровость и образование редуцированных однополых
заростков. В цикле развития доминирует спорофит.
2) Класс _____________________________________
Примитивные высшие растения, известные с девона. Многолетние равноспоровые многолетние
травянистые растения с прямостоячими (до 1-1,5 м), ползучими (до 10 м) или лазящими побегами с
цельными листьями без язычков и придаточными корнями. Побеги не имеют камбия. Спорангии располагаются в пазухе листа или на его внутренней стороне, а спорофиллы образуют на побегах спороносные зоны или собраны в стробилы. Гаметофиты обоеполые, мясистые, подземные и полуподземные,
сапрофитные или полусапрофитные, созревающие в течение года или за 5-15 лет. В Сибири 3 рода
(Плаун – Lycopodium L., Ликоподиелла – Lycopodiella H., Дифазиаструм – Diphasiastrum H.).
Задание 5. Рассмотреть жизненный цикл плауна булавовидного и нарисовать внешний облик
женского и мужского гаметофитов и спорофазу.
Задание 6. Изучить жизненный цикл селагинеллы плауновидной (рис. 19). Рассмотреть и подписать внешний вид женского и мужского гаметофитов, спорофазу.
23
Рис. 19. Жизненный цикл разноспоровых плаунов на примере селагинеллы плауновидной:
А – спорофит, Б – мужской заросток – микрогаметофит, В – женский заросток;
1 – стробил, 2 – микроспорофилл с микроспорангием, 3 – мегаспорофилл с мегаспорангием,
4 – микроспора, 5 – мегаспора, 6 – архегоний с яйцеклеткой, 7 – сперматозоид,
8 – оплодотворение, 9 – зигота, 10 – развитие нового спорофита
Задание 7. Напишите о значении папоротникообразных в природе и народном хозяйстве.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Жизненный цикл плауна булавовидного.
2. Сравните строение спороносных колосков плауна и селагинеллы.
3. Каковы характерные черты строения спорофита и гаметофита плауновидных?
4. Каково соотношение бесполого и полового поколений в цикле развития плауновидных?
5. В чем различие в строении и развитии гаметофитов равноспоровых и разноспоровых плауновидных?
6. Значение Плауновидных в народном хозяйстве.
24
Тема 7. Отдел хвощеобразные – Equisetophyta
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
Хвощеобразные – высшие _____________________ растения, появившиеся в верхнем девоне,
наибольшего разнообразия достигли в карбоне. Древние представители относились к древовидной
форме, современные – корневищные ________________________________________________ .
Для Хвощеобразных характерно наличие побегов, состоящих из четко выраженных члеников
(междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными ____________________ . Спорангии в верхушечных стробилах. Растения равноспоровые. Гаметофит одно- или обоеполый, зелёный, очень маленький. Выделяют 3 класса, из них 2 ископаемые – Клинолистовые (Sphenophyllopsida), Гиениевые
(Hyeniopsida). В настоящее время Хвощеобразные представлены только одним классом Хвощевидные
(Equisetopsida), включающим один порядок Хвощевые (Equisetales) с семейством Хвощевые (Equisetaceae). Семейство содержит один род ________________________(Equisetum L.). На земном шаре
встречается около 30-35 видов, в Сибири – 9.
Задание 2. Рассмотреть и зарисовать: внешний облик спорофита на примере Хвоща полевого
(Equisetum аrvensis).
Рис. 20. Внешний облик Хвоща полевого:
1 – вегетативный побег, 2 – спороносный побег, 3 – спороносный колосок (шестигранные щитки),
4 – спорангиофор (видоизмененные спороносные боковые побеги), 5,6 – споры шаровидные
с элатерами (ленты), 7 – раздельнополые заростки, 8 – архегоний, 9 – антеридий
Задание 3. Изучить адаптированную классификацию Хвощеобразных
Класс Хвощевидные – Equisetopsida
Порядок Хвощевые – Equisetales
Семейство Хвощевые – Equisetaceae
Род Хвощ – Equisetum
Вид – Хвощ лесной (Е. sylvaticum L.)
25
Задание 4. Рассмотреть жизненный цикл хвоща лесного и нарисовать внешний облик женского и
мужского гаметофитов, спорофазу.
Задание 5. Напишите о значении хвощеобразных в природе и народном хозяйстве.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите отличительные признаки Хвощевидных
2. Жизненный цикл хвоща полевого.
3. Соотношение гаметофита и спорофита у хвоща, их строение.
4. Строение спороносного колоска у хвоща полевого.
5. Назовите практическое значение хвоща полевого.
26
Тема 8. Отдел папоротниковидные – Polypodiophyta
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
В настоящее время наиболее многочисленная группа среди ____________________ сосудистых
растений. Они насчитывают 9000-12000 видов из 300 родов. Распространены папоротники практически по всему земному шару, начиная от пустынь и арктических тундр до болот и тропических лесов.
Папоротники представлены многочисленными жизненными формами – от тропических _________
_____________форм, достигающих высоты 25 м и диаметром ствола 50 см, до крошечных растений
длиной всего лишь несколько миллиметров. Жизненный цикл включает смену бесполого поколения
__________________ и полового поколения________________. Спорофит – это привычный всем
папоротник, т.е. растение с корнем, стеблем и листьями, а гаметофит – тонкая сердцевидная пластинка
диаметром часто менее 15 мм, называемая заростком. «Листья» папоротников называют _________
_________. В отличие от обычных листьев вайи нарастают не основанием, а верхушкой, как побеги,
и развиваются достаточно долго. На нижней стороне листовых пластинок находятся скопления ___
____________________, именуемые сорусами. Спорангии крепятся к плаценте и сверху прикрыты
своеобразным защитным зонтиковидным покрывалом – индузиумом. Созревшая спора, попав в благоприятные условия, например, на влажную почву, прорастает и развивается в небольшую сердцевидную зеленую пластинку – заросток. Заросток является ______________ папоротников. На нижней
стороне, которой заросток крепится к почве, развиваются многочисленные ______________. Здесь
же формируются антеридии и архегонии (_______________органы споровых растений) ________
___________ происходит при наличии влаги. Возникшая в результате оплодотворения диплоидная
зигота дает начало молодому _________________ , который некоторое время остается прикрепленным к заростку и частично питается за его счет. Однако очень скоро заросток отмирает, а окрепший
молодой спорофит начинает самостоятельное существование.
Задание 2. Рассмотреть и зарисовать внешний облик спорофита на примере Щитовника мужского.
Рис. 21. Внешний облик Щитовника мужского:
1 – взрослое растение (спорофит), 2 – часть листа с сорусами, 3 – сорус в разрезе,
4 – заросток (гаметофит), 5 – развившийся на заростке молодой спорофит
Задание 3 . Изучить адаптивную классификацию папоротникообразных.
Отдел Папоротниковидные делят на 9 классов, только в пяти из них ныне живущие виды.
27
Систематическая схема папоротниковидных
Отдел
Папоротниковидные
Polypodiophyta
Класс
ласс
Ужовниковые –
Ophioglossopsida
Класс Мараттиевые –
Marattiopsida
Класс
ласс
Полиподиевые –
Polypodiopsida
Класс
ласс
Марсилеевые –
Marsileopsida
Класс
асс
Сальвиниевые –
Salviniopsida
Классы
Ужовниковые
Полиподиевые
Порядки
Ужовниковые
Аспидневые
Семейства
Ужовниковые
Аспидневые
Роды
Ужовник
Щитовник
Виды
Ужовник обыкновенный
(Ophioglossum vulgatum)
Щитовник мужской
(Dryopteris filix-mas)
Задание 4. Дана краткая характеристика трёх семейств. Необходимо внимательно прочитать и
дописать соответствующее название семейств.
1) Семейство ________________________________
Семейство включает 4 рода и 65 видов с космополитным распространением. Маленькие равноспоровые наземные папоротники, но некоторые тропические виды – эпифиты. Лист одиночный или их
несколько, без характерного для папоротников улиткообразного почкосложения, слегка суккулентные,
стерильные – по краю большей частью цельнокрайние. Спороносная часть в виде длинночерешкового
колоска или метелки со спорангиями без сорусов. Проталлии подземные, бесцветные, микотрофные.
Полиплоидия развита до очень высокого уровня. В Сибири только два рода – Ужовник (Ophioglossum L.) и Гроздовник (Botrychium Sw.).
2) Семейство ________________________________
Семейство включает около 25 родов и 800 видов, произрастающих в лесных, чаще горных территориях земного шара. Растения с короткими утолщенными корневищами или, наоборот, с тонкими
стелющимися. Корневища покрыты матовыми чешуями. Листья дважды или трижды перистые,
кожистые или мягкие. Сорусы на нижней стороне листа со щитковидным или подковообразным покрывальцем. Наиболее известен щитовник мужской, или мужской папоротник, черневой или чёрный
папоротник (Dryopteris filix-mas L.). Он широко распространен в Европе. В Сибири этот вид реликт
третичного времени. Встречается в нескольких регионах с влажным и достаточно теплым климатом и
темнохвойными и черневыми лесами.
3) Семейство ________________________________
Разноспоровые растения, свободно плавающие по поверхности воды. Листья в мутовках по 3. Два
листа каждой мутовки плавают по поверхности воды, цельные, не смачивающиеся водой; один погружен
в воду и рассечен на нитевидные доли. Микро- и мегаспорангии находятся в разных сорусах. Сорусы
целиком скрыты индузиумом, образующим спорокарпии. Гаметофиты раздельнополые. Семейство с
одним родом. Представители семейства распространены во влажных теплых и умеренно теплых регионах земного шара. В Сибири только один вид – Сальвиния плавающая (Salvinia natans L.). Это водные
папоротники с водоотталкивающими волосками на верхней поверхности листа.
28
Задание 5. Рассмотреть жизненный цикл равноспорового папоротника Dryopteris filix-mas и зарисовать внешний облик женского и мужского гаметофитов и спорофазу.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каковы отличительные морфологические признаки папоротниковидных (спорофита и гаметофита)?
2. В чем отличие папоротниковидных от других современных высших споровых растений?
3. Каково соотношение спорофита и гаметофита в цикле развития папоротниковидных?
4. Назовите практическое значение папоротниковидных.
29
Тема 9. Высшие семенные растения. Отдел Голосеменные – Pinophyta
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
К семенным растениям относятся два отдела: Голосеменные, или _______________________ ,
и Покрытосеменные, или _____________________ . Они разноспоровые, т.е. у них образуются два
типа спор: микроспоры и ___________________ . Однако органом размножения и расселения всех
семенных растений является не спора, а ____________________ , которое имеет ряд преимуществ
по сравнению со спорой. У споровых растений спора представляет собой одну плохо защищенную
клетку, которая развивается и прорастает в благоприятных условиях, образуя ________________ .
Семя представляет собой биологическое образование с практически сформированным живым растением с зародышевым корешком, почечкой и зародышевыми листьями ( _______________ ). Кроме
этого, в семени содержится необходимый первоначальный запас питательных веществ и некоторых
ферментов, который на самом раннем этапе развития будущего растения (внутри семени) помогают
ему пробить семенную кожуру, высунуть наружу корешок, укорениться и начать самостоятельную
жизнь.
Семя образуется из семязачатка ( ________________________ ). Семязачаток состоит из мегаспорангия – нуцеллуса и интегумента. Интегумент не полностью обрастает нуцеллус, остается узкий
канал – микропиле, или _____________________ . Нижний часть семязачатка называется халазой.
Внутри семязачатка образуются и развиваются ______________________ и женский гаметофит;
происходит внутреннее оплодотворение и развитие зародыша. Процесс оплодотворения уже не зависит
от присутствия воды, мужские гаметы ( ____________________ ) утратили подвижность и доставляются к женским гаметам пыльцевой трубкой. После оплодотворения из семязачатка развивается
_______________________________ , состоящее из зародыша будущего растения, определенного
количества запасных питательных веществ и кожуры. У большинства семенных растений семязачаток
превращается в зрелое семя на материнском растении. Для большинства семян характерен более или
менее длительный период покоя, что дает им возможность пережить неблагоприятное время года и
способствует более далекому расселению.
Итак, основные биологические преимущества семенных растений, давшие им возможность полнее
приспособиться к наземным условиям жизни, заключаются в следующем:
1) внутреннее ___________________________________________ ;
2) развитие зародыша внутри _______________________________ ;
3) образование __________________________________________ .
У семенных растений наблюдаются дальнейшая редукция гаметофита и усложнение спорофита.
Гаметофит теряет свою самостоятельность, развивается не на почве, а на______________________.
Задание 2. Изучить адаптивную классификацию отдела Голосеменные.
Систематическая схема Голосеменных
Отдел Голосеменные
ласс
Класс
Семенные
папоротники
Класс
Беннетитовые
Класс
Гинкговые
Класс
Гнетовые
Класс
Саговниковые
Класс
Хвойные
Задание 3. Дана краткая характеристика классов. Необходимо внимательно прочитать и дописать
соответствующее название классов.
1) Класс ___________________________________
Полностью вымершие растения, они были представлены прямостоячими древовидными растениями
или лианами, имели крупные сильно изрезанные листья, похожие на вайи папоротников, и придаточ30
ные корни. Кроме ассимилирующих листьев, у них были спороносные: микроспорофиллы, на которых
располагалась группа микроспорангиев, и мегаспорофиллы, где помещались семязачатки, состоящие
из нуцеллуса, покрова и пыльцевой камеры, куда попадала пыльца.
2) Класс ___________________________________
Представители класса произошли от семенных папоротников. В настоящее время это преимущественно обитатели тропических и субтропических областей Азии, Африки, Австралии и Америки. Внешне похожи на пальмы или древовидные папоротники. Это деревянистые невысокие растения, несущие на вершине большие длиной 2 м и более перистые листья. Растения двудомные: на
одних развиваются микроспорофиллы, собранные в настоящие стробилы – мужские шишки от 2 до
50-80 см длиной. На нижней стороне микроспорофиллов группами расположены микроспорангии.
Пыльца без воздушных мешков. Сперматозоиды многожгутиковые. Мегаспорофиллы собраны (у всех
видов, кроме Cycas) в женские стробилы (до 1 м). Число семязачатков на мегаспорофиллах может быть
разное. Семена не имеют периода покоя. Характерными представителями могут служить саговники
(Cycas nordmannyana, С. media), произрастающие в тропиках и субтропиках. Наиболее известен саговник
поникающий (С. revoluta) родом из Японии. Его культивируют на Черноморском побережье Кавказа.
3) Класс ___________________________________
К этому классу относят ископаемые растения – Беннеттиты (Bennettitae). Как и саговники, они
внешне напоминали пальмы, но в отличие от них имели обоеполый стробил. Снизу стробил был окружен верхушечными листьями, несколько похожими на околоцветник цветковых растений.
4) Класс ___________________________________
Класс объединяет 3 порядка: Гнетовые (Gnetales), Вельвичиевые (Welwitschiales), Эфедровые (Ephedrales). Большинство видов рода Гнетум (Gnetum) – тропические лианы, внешне напоминающие цветковые растения. Хвойники (Ephedra L.) – пустынные кустарники с чешуевидными листьями. Весьма
своеобразен род Вельвичия (Welwitschia) с единственным видом В. удивительная (W. mirabilis Hook.),
произрастающая в южноафриканских пустынях: её стебель почти полностью погружен в песок, и от
него отходят два огромных лентовидных листа, растущие своим основанием на протяжении всей жизни
растения. Жизненный цикл этих растений примерно такой же, как у саговников, однако их шишки по
строению более сложные и приближаются к цветкам. Образование женских гамет в семяпочке тоже
происходит примерно как у покрытосеменных, у некоторых видов архегонии вообще не формируются.
В Сибири встречаются только представители семейства Эфедровые (Ephedraceae).
5) Класс ___________________________________
В настоящее время этот класс представлен единственным видом — Гинкго двулопастным (Ginkgo
biloba), произрастающим в Китае и Японии, где считается священным деревом буддистов. Это высокие
(до 40 м) деревья с листьями, напоминающими раскрытый веер.
6) Класс ___________________________________
Самая многочисленная и наиболее распространенная группа среди современных голосеменных
растений. Они насчитывают семь семейств (Араукариевые, Сосновые, Таксодиевые, Кипарисовые, Подокарповые, Головчатотисовые и Тисовые) и более 600 видов. В России хвойные леса занимают около
75% всей лесопокрытой площади. Это главным образом деревья от 10-15 до 100 м высоты, древовидные
стланцы и кустарники с моноподиальным ветвлением. Древесина хвойных на 90-95% состоит из трахеид.
Листья игловидные (хвоя), или чешуевидные. Игловидные листья располагаются по спирали одиночно на
удлиненных побегах или собраны в пучки на укороченных побегах, реже образуют мутовки. Чешуевидные
листья расположены супротивно. Преобладают вечнозеленые, но есть и листопадные (лиственница) и
даже веткопадные (таксодиум) растения. Это растения однодомные, реже двудомные.
31
Название
вида
Задание 4. Дана краткая характеристика шишек сосновых. Необходимо внимательно прочитать
и дописать соответствующие названия видов Пихта сибирская (Abies sibirica), Ель сибирская (Picea
obovata), Лиственница сибирская (Larix sibirica), Сосна сибирская (Кедр сибирский, Pinus sibirica).
Таблица 2
Сравнительная характеристика шишек сосновых
32
Расположение
на побеге
и в пространстве
Форма, цвет,
размеры, (см)
Семенные
чешуи
Кроющие
чешуи
По одной-две
на верхушках
молодых
побегов;
повислые
Яйцевидные,
темно-коричневые,
длиной 3-6,
шириной 2-5
Плотные,
с ромбическими,
слабовыпуклыми
щитками
Ланцетные,
маленькие,
короче
семенных
По одной
на верхушках
прошлогодних
побегов;
повислые
Вытянутоцилиндрические,
коричневые,
блестящие,
длиной 10-16,
шириной 3-4
Усеченные
или закругленные,
по краю выемчатозубчатые
Короче
семенных,
продолговаторомбовидные
По одной
вблизи
верхушек
прошлогодних
побегов,
прямостоячие
Закругленноцилиндрические,
сизовато-бурые,
длиной 5-9,
шириной 2-4
Бархатистые,
закругленные по
внешнему краю
мелкозазубренные
Длиннее
семенных,
с отогнутой
верхушкой
По одной
на верхушках
укороченных
побегов;
повислые
Яйцевидные,
овальные,
коричневатокрасные,
длиной 2-5,
шириной 1-3
Кожистодеревянистые,
рожковидной
формы
опушенные
Короче
семенных,
в виде
шипиков
Внешний
вид
Задание 5. Рассмотреть жизненный цикл сосны обыкновенной и подписать женский и мужской
гаметофиты, спорофазу.
Рис. 22. Жизненный цикл хвойных:
1) Ветки сосны с многочисленными мужскими шишками в основании молодых побегов и женскими
шишками и на верхушке побегов;
2) разрез через мужскую шишку (ось, микроспорофиллы и два микроспорангия на адаксианальной
стороне): 2) микроспора (пыльцевое зерно): а) экзина, б) интина в) с двумя воздушными мешками;
3) пыльцевое зерно, состоит из: г) антеридиальной клетки, формирующая мужские гаметы, е) спермии,
ж) вегетативная клетка, с помощью которой мужские гаметы доставляются к женской – яйцеклетке;
4) разрез через женскую шишку (ось, семенные чешуи с двумя семязачатками, кроющие чешуи);
5) семязачаток в продольном разрезе (состоит из нуцеллуса (мегаспорангий – внутри археспориальная
клетка) интегумента (покровы)), микропиле, женский гаметофит (первичный эндосперм с архегониями);
6) внешнее строение семени с крыловидным выростом.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Отличие голосеменных от споровых растений.
2. Классификация отдела Голосеменные.
3. Каково строение мужской шишки сосны обыкновенной?
4. Каково строение женской шишки сосны обыкновенной?
5. Процесс оплодотворения у сосны обыкновенной.
6. Эволюционное значение появления семян у растений.
7. Цикл развития сосны обыкновенной. Выделить гаметофит и спорофит.
8. Назовите и охарактеризуйте представителей отдела Голосеменные.
33
Тема 10. Отдел Покрытосеменные – Magnoliophyta
Задание 1. Дополните правильное по смыслу в предложения.
Покрытосеменные, или цветковые растения, насчитывают 300 тысяч видов и являются самой
обширной группой растений. Покрытосеменные очень разнообразны по своим формам, строению органов и особенностям распространения. Органом размножения Покрытосеменных растений является
____________________, несущий у многих видов как мужские органы – тычинки, так и женские –
плодолистики. Покрытосемянностъ обусловлена возникновением ___________________ , которая
содержит семязачатки и окружена гинецеем – совокупностью плодолистиков. Происходит почти
полная редукция мужского и, особенно, женского гаметофита. У покрытосеменных растений мужской
гаметофит представлен___________________, а женский – зародышевым ___________________.
Только для Покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
Двойное оплодотворение заключается в том, что один из двух спермиев (гаплоидная мужская половая клетка), которые образовались при микрогаметогенезе, оплодотворяет __________________
(гаплоидная женская половая клетка), а второй – центральное ядро зародышевого мешка. Таким образом, из оплодотворенной яйцеклетки развивается __________________ , а из оплодотворенного
ядра зародышевого мешка –триплоидный ______________________ . Биологический смысл этого
процесса заключается в более быстром развитии питательной ткани и более быстром созревании семени. Сосудистая проводящая система представлена трахеями, располагающимися в ___________
_____________. Появляется механическая ткань – колленхима. Преобладающими жизненными
формами у Покрытосеменных являются многолетние и однолетние ___________________ . Кроме
этого, у них огромное разнообразие листовых пластинок, которые отличаются по форме и размеру,
характеру опушения и т.д.
Покрытосеменные растения делят на два класса: ____________________ , с двумя семядолями,
и________________________– с одной семядолей.
Задание 2. Сравните таблицу по представленным признакам и дополните предложения.
Таблица 3
Сравнительная характеристика классов цветковых
Класс двудольные (включает около 190 000 видов)
Класс однодольные (включает около 63 000 видов)
1
Зародыш обычно с________________семядолями,
которые при прорастании семени чаще выносятся
над землей.
2
Зародыш с_______________________семядолей,
которая при прорастании семени обычно остается
под землей.
Жизненные формы древесные и________________.
Обычно____________________________, иногда
вторичные древесные формы.
Корневая система________________________или
смешанная, реже – мочковатая.
Корневая система______________________или
подземные видоизмененные побеги.
Листья простые и сложные, разнообразны по форме,
с цельной или изрезанной листовой пластинкой,
обычное черешком, частое прилистниками; жилкование__________________________или пальчатое.
Листья простые, большей частью цельные, не расчленены на черешок и пластинку, без прилистников, имеют влагалище, жилкование___________________
или дуговидное.
Цветки 5-, 4-членные, реже – 3-членные.
Цветки обычно 3- и 6-членные, иногда 4- и 2-членные.
Околоцветник чаще_________________________.
Околоцветник обычно_______________________.
Осевые органы имеют_______________________,
способны к вторичному утолщению.
Осевые органы не имеют____________________, не
способны к______________________________.
34
Окончание таблицы 3
1
2
Проводящие пучки открытые, расположены в центральном цилиндре стебля по кругу, выражена сердцевина.
Проводящие пучки закрытые, расположены в центральном цилиндре стебля, сердцевина не выражена
или разрушена.
Задание 3. Изучить и подписать строение цветка.
Основным генеративным органом покрытосеменных растений является цветок, образующийся
из генеративной почки. Цветок – видоизмененный укороченный спороносный побег ограниченного
роста, приспособленный для образования микро- и мегаспор, гамет и для перекрестного опыления.
От шишки голосеменных растений цветок отличается тем, что у него в результате опыления пыльца
попадает на рыльце пестика, а не на семязачаток непосредственно, а при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи.
Рис. 23. Схема строения цветка:
1 – цветоножка,
2 – цветоложе,
3 – подчашка,
4 – чашечка,
5 – лепесток,
6 – тычиночные нити,
7 – пыльник тычинки,
8 – пыльца,
9 – рыльце пестика,
10 – столбик пестика,
11 – завязь пестика,
12 – семязачаток
К стеблевой части цветка относятся: 1) ______________________ 2)_________________________
К листовой части цветка относятся: 1)________________________ 2) ________________________
3)________________________ 4) ________________________
Задание 4. Рассмотреть и объяснить представленную схему.
Простой
Венчиковидный
Ч
Чашечковидный
Околоцветник
Д
Двойной
Наличие чашечки
и венчика
Околоцветник – ______________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Чашечка – __________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Венчик – ___________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
35
Простой венчиковидный околоцветник – __________________________________________
_________________________________________________________________________
Простой чашечковидный околоцветник – _________________________________________
_________________________________________________________________________
Двойной околоцветник – _______________________________________________________
_________________________________________________________________________
Рис. 24. Типы околоцветников:
1 – околоцветник двойной, 2 – цветок безпокровный, 3 – околоцветник простой
Задание 5. Научиться правильно анализировать морфологическое строение и составить формулу
цветка.
При изучении представителей отдела наряду с вегетативными органами особое внимание выделяется строению генеративных органов – соцветий, цветков, плодов. На основе анализа строения цветка
составляется его формула и диаграмма.
Формула цветка представляет собой краткую запись, в которой в зашифрованной форме обозначены все части цветка, а также указаны их численность и особенности строения. При составлении
формулы цветка пользуются следующими обозначениями его частей:
Чашечка обозначается – Са (Calyx);
Венчик Со – (Corolla),
Простой околоцветник – Р (Perigonium),
Андроцей (совокупность тычинок) – A (Androeceum);
Гинецей (совокупность плодолистиков) – G (Gynoeceum).
В формуле все признаки цветка имеют соответствующее обозначения и записываются в определенной последовательности.
1. Симметрия цветка: * – цветок правильный (актиноморфный), имеет несколько плоскостей симметрии (А), ↑ – цветок неправильный (зигоморфный), имеет одну плоскость симметрии (Б).
Асимметричные цветки (вокруг продольной оси у них нельзя провести ни одной плоскости, которая бы делила цветок на две равные половины. Ассимитричный цветок обозначается зигзагообразной
стрелочкой.
Рис. 25. Симметричность цветков: асимметричный цветок, зигоморфный, актиноморфный
36
2. Пол цветка ♂ – обоеполый цветок, ♂ – мужской (тычиночный), ♀ – женский (пестичный цветок).
3. Затем указываются отдельные части (члены) цветка – количество одноименных членов выражается в цифрах, если их не более 12, а если их количество превышает 12 или не постоянно, то знаком
бесконечность – ∞. Поскольку члены цветка нередко срастаются между собой, то в этом случае цифру,
обозначающую их численность, помещают в скобки, например, (5). Если срастаются не все одноименные члены, то сросшиеся помещаются в скобки, а свободные – вне: например, (3)+2 указывает, что три
члена сросшиеся, два несросшиеся.
4. Геницей – совокупность плодолистиков, образующих один или несколько пестиков. Положение
завязи в цветке отмечают чертой под цифрой, обозначающей цисло плодолистиков – в случае верхней завязи (цветок называется подпестичным) и над цислом плодолистика – в случае нижней завязи
(надпестичный цветок). Например G(3), где (3) показывает, что гинецей образован тремя сросшимися
плодолистиками, а черта снизу – верхнюю завязь, и наоборот если черта сверху – нижнюю завязь.
А
Б
Рис. 26. Общий вид (А) и диаграмма цветка (Б) лютика едкого
Таким образом формула цветка лютика едкого: *Са5Со5А∞G∞ ; т.е. цветок обоеполый, актиноморфный с двойным околоцветником, состоящим из пяти свободных чашелистиков и такого же количества
свободных лепестков. Тычинок и плодолистиков много, завязь верхняя.
5. Диаграмма цветка представляет собой графическое изображение взаимного расположение частей цветка, то есть это схематическая проекция цветка на плоскость, перпендикулярную его оси и
проходящую через кроющий лист цветка (прицветник) и ось материнского побега, на которой сидит
цветок. Обычно диаграммы у покрытосеменных круговые, ориентированы так, чтобы ось побега была
верху, а кроющий лист внизу. Каждая часть цветка изображается определенным образом: ось, несущая
цветок, изображается маленьким темным кружочком, прицветники и чашелистики – серповидными
дугами с килями, лепестки – серповидными дугами без киля, тычинки – фигурами, более или менее
отражающими очертания поперечного разреза пыльника, а гинецей – напоминающими поперечный
разрез завязи (с отображением соответствующего числа гнезд в ней). Обязательно показывается характер расположения частей цветка на цветоложе (спиральный, гемициклический, циклический).
6. Расположение цветка на цветоложе:
– спиральное (ациклическое), все части цветка расположены по спирали на цвелоложе;
– гемициклическое (спирально-круговое), если наружные элементы расположены по
кругу, а внутренние – по спирали;
– циклическое (круговое), все части расположены по кругу.
Одиночные элементы, располагающие в одном круге, но различающие по форме и размерам пишутся
через запятую, находящиеся в разных кругах соединяются знаком +, рассмотрим формулу цветка гороха
посевного, обращая внимание на диаграмму цветка (Д): *Са(5)Со3+(2)А1+(5+4)G1, т.е. цветок обоеполый,
зигоморфный с двойным околоцветником, состоящим из пяти сросшихся чашелистиков, расположенных в один круг и такого же количества свободных лепестков. Тычинок 10, причем 9 сросшихся,
1 свободная, гинецей состоит из одного плодолистика.
37
Рис. 27. Вегетативные и генеративные органы гороха посевного:
А – репродуктивный побег, Б – цветок (общий вид, продольный разрез, без околоцветника),
В – венчик, Г – гинецей, Д – диаграмма цветка, Е – плод-боб, Ж – семя;
1 – парус, 2 – весла, 3 – лодочка, 4 – корешок,5 – почечка, 6 – семядоля
Задание 6. Изучить строение и типы андроцея и гинецея.
Андроцей – совокупность всех тычинок, причем их число в цветке варьирует от одной, как у некоторых орхидных, до весьма многочисленных, как у магнолии, кувшинки, лютика.
Тычинки имеют либо одинаковые, либо разные по длине нити. Дифференциация тычиночных нитей
на длинные и короткие чаще всего свойственна тычинкам разных кругов андроцея, реже – одному и
тому же кругу. У крестоцветных, например, 2 тычинки наружного круга короче 4 тычинок внутреннего.
Такие тычинки называют четырехсильными. У губоцветных тычинки двусильные, они расположены
в одном круге, но 2 из них длинные, а 2 – короткие.
Как и другие элементы цветка, тычинки могут срастаться между собой. Андроцей, состоящий
из свободных тычинок, называют многобратственным, а если все тычинки срослись между собой
нитями – однобратственным, как у кислицы, герани, люпина. У рогоза широколистного 3 тычинки
срастаются нитями почти на всем протяжении. Если сросшиеся тычинки составляют 2 группы, то независимо от числа тычинок в каждой из них, андроцей называют двубратственным.
Рис. 28. Типы андроцея: свободный, двусильный, четырехсильный,
сросшийся однобратственный, двубратственный, многобратственный
Гинецей – это совокупность плодолистиков, или мегаспорофиллов, образующих один или несколько
пестиков. Пестик состоит из завязи, в которой развиваются семяпочки, столбика и рыльца, воспринимающего пыльцу. Если столбик не развит, рыльце называют сидячим. Рыльце бывает цельным,
лопастным, перистым, нитевидным и др. Место прикрепления семяпочки к стенке завязи называют
плацентой, а расположение внутри завязи плацент – плацентацией.
38
Гинецей, состоящий из одного плодолистика, называют монокарпным. Гинецей, состоящий из
нескольких свободных (несросшихся) плодолистиков, каждый из которых образует свой пестик, называют апокарпным (магнолия, лютик, земляника, горох).
Рис. 29. Апокарпный гинецей
Обозначения: плц – плацента, сж – средняя жилка, сз – семязачаток
В большинстве случаев в цветке находится один пестик, образованный при срастании нескольких
плодолистиков, в результате чего возникает ценокарпный гинецей
Завязь – самая важная часть пестика, поэтому число пестиков в цветке определяется числом завязей,
а не столбиков. В зависимости от способа срастания плодолистиков различают несколько ценокарпных
гинецеев: синкарпный, лизикарпный и паракарпный.
При формировании синкарпного гинецея края плодолистиков заворачиваются внутрь, срастаются
там своими боковыми поверхностями и образуют одну завязь, разделенную на камеры, называемые
гнездами.
Рис. 30. Синкарпный гинецей
Обозначения: плц – плацента, сж – средняя жилка, сз – семязачаток
Срастающиеся боковые поверхности плодолистиков доходят до центра и образуют в завязи перегородки, делящие её на число гнезд, равное числу плодолистиков (картофель, тюльпан). Синкарпный
гинецей происходит из апокарпного в результате бокового срастания сближенных апокарпных плодолистиков.
Формирование лизикарпного гинецея начинается так же, как и синкарпного, т.е. плодолистики
сначала срастаются между собой боковыми стенками, но затем они лизируются и не образуют перегородок. В результате этого образуется одногнездная завязь с колончатой плацентацией (первоцветные,
гвоздичные).
Рис. 31. Лизикарпный гинецей
Обозначения: плц – плацента, сж – средняя жилка, сз – семязачаток
Паракарпный гинецей формируется из синкарпного за счёт срастания только краев соседних плодолистиков, вследствие чего образуется одногнездная завязь с постенной плацентацией. Паракарпный
гинецей более экономичен, чем синкарпный, так как на плацентах больше семязачатков. Это усиливается у ряда растений, где плаценты сильно разрастаются и выпячиваются в полость завязи (маковые,
39
тыквенные). У некоторых растений такие плаценты срастаются между собой, образуя в завязи ложные
перегородки (капустные).
Рис. 32. Паракарпный гинецей
Обозначения: плц – плацента, сж – средняя жилка, сз – семязачаток
Пояснение к заданию. Цветок каждого изучаемого вида растения перенести на препаровальное
стекло и с помощью двух игл отпрепарировать гинецей. Внимательно рассмотреть его внешнее морфологическое строение, обратив внимание на число пестиков. Определить тип гинецея можно только
на срезах завязи. Для этого нужно разрезать её бритвой в поперечном направлении и изучить под
бинокулярной лупой. Обратить внимание на число плодолистиков, образующих гинецей, число гнёзд
в завязи, число семяпочек и их расположение. Учитывая эти признаки, определить тип гинецея и тип
плацентации.
Завязь – это нижняя расширенная часть пестика, в которой формируются семяпочки (семязачатки). В зависимости от положения завязи на цветоложе и по отношению к другим частям цветка
выделяют несколько типов завязей. Если завязь не срастается с тычинками и частями околоцветника и расположена свободно на цветоложе так, что все части цветка оказываются прикрепленными к
цветоложу ниже её, такую завязь называют верхней, а цветок – подпестичным (редька). Если завязь
расположена свободно на дне кувшинчатого образования (гипантия), а остальные части цветка оказываются прикрепленными к его краям выше основания завязи, то такую завязь называют средней, а
цветок – околопестичным (шиповник).
Рис. 33. Схема типов завязей: 1 – верхняя, 2 – нижняя, 3 – средняя
Завязь, сросшуюся с цветоложем и другими частями цветка, называют нижней, а цветок – надпестичным , так как все элементы в таком цветке оказываются прикрепленными к цветоложу на уровне
верхушки завязи (груша). Если завязь срастается с цветоложем, тычинками и околоцветником только
в нижней своей части примерно до половины, её называют полунижней , а цветок – полунадпестичным
(бузина).
Семяпочка – это мегаспорангий, в котором образуются мегаспоры. Центральную часть семяпочки
занимает нуцеллус, который окружен, как правило, двумя интегументами (покровами). Интегументы
обрастают нуцеллус не полностью: на вершине семяпочки остается узкий канал –пыльцевход, или
микропиле (рис. 34). В нуцеллусе развивается зародышевый мешок. Он состоит из яйцеклетки, двух
расположенных рядом с ней синергид, трёх клеток – антипод и крупной центральной клетки, образованной в результате слияний двух полярных ядер. Яйцевой аппарат обращен к микропиле, а клеткиантиподы находятся на противоположном халазальном конце.
Семяпочка прикреплена к плаценте семяножкой (фуникулюсом). Выделяют несколько типов
семяпочек. Если нуцеллус и микропиле лежат на одной оси с фуникулюсом, семяпочку называют
прямой или атропной (перечные, гричишные). Семяпочку, повернутую на 180° так, что микропиле и
40
фуникулюс оказываются расположенными рядом, называют обращенной, или анатропной (лилейные).
Кампилотропная, или односторонне изогнутая, семяпочка характеризуется односторонним разрастанием нуцеллуса и интегументов (бобовые).
Рис. 34. Строение семязачатка:
1 – покровы семязачатка, или интегументы
(а – наружный, б – внутренний),
2 – микропиле,
3 – халаза,
4 – фуникулус,
5 – нуцеллус,
6 – зародышевый мешок,
7 – яйцеклетка,
8 – синергиды,
9 – антиподы,
10 – вторичное ядро,
11 – плацента,
12 – проводящий пучок
Рис. 35. Жизненный цикл цветковых растений:
А – обоеполый цветок; Б – (мужской гаметофит 1- 4),
1 – тычинка, 2 – пыльник с материнскими клетками микроспор, 3 – тетрады микроспор,
4 – пыльцевые зерна; В – женский гаметофит (5-8), 5 – молодой пестик, 6 – семязачаток с четырьмя
мегаспорами, 7 – развитие мегаспоры (сохраняется только одна мегаспора), 8 – развитие зародышего
мешка (ядро мегаспоры претерпевает три цикла митоза); Г – опыление, 9 – зародышевый мешок;
Д – оплодотворение, 10 – зародыш, 11 – семя с зародышем, 12 – проросток (молодой спорофит)
41
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В чем заключается суть понятий «плодолистик», «гинецей», «пестик»? В чем их отличие?
2. Каково строение пестика?
3. Можно ли назвать тычинки и пестики половыми органами растения?
4. Какие существуют типы завязей по положению в цветке?
5. Какие цветки называю подпестичными, надпестичными, околопестичными, полунадпестичными?
6. Какие существуют типы гинецея?
7. Что такое апокарпный и ценокарпный гинецей?
8. Какие существуют типы плацентации?
9. Какой тип гинецея у огурца, дыни, томата?
10. Какие из трех частей пестика (завязь, столбик, рыльце) могут отсутствовать в цветке?
11. Что такое семяпочка? Каково ее строение?
12. Каково строение зародышевого мешка?
42
Тема 11. Соцветия
Задание 1. Ознакомиться с различными формами моноподиальных (неопределенных) и симподиальных (определенных) соцветий и нарисовать соответствующую схему.
Цветки могут располагаться поодиночно на верхушке стебля, в пазухах листьев, но чаще они собраны на специализированном побеге и формируют соцветие. Соцветие – это генеративный побег с
цветками и прицветными листочками. Соцветие имеет главную ось и боковые оси первого, второго
и последующих порядков. Цветки могут быть с цветоножками или без цветоножек (сидячие), иметь
зелёные или видоизмененные прицветники, или кроющие листья.
К моноподиальным (неопределенным) относятся такие соцветия, у которых главная ось растет
сравнительно долго. Образуя цветки или боковые ветви; при этом самые старые цветки находятся
в нижней части соцветия. За неограниченный рост главной оси такие соцветия получили название
неопределенных.
У симподиальных соцветий главная ось рано заканчивается одиночным цветком и перестает расти.
Боковые оси закладываются ниже цветка главной оси. Они также не растут после того, как образуется
верхушечный цветок.
Таблица 4
Сравнительная характеристика моноподиальных и симподиальных соцветий
Тип
соцветия
1
Кисть
Колос
Примеры
растений
2
3
Простые моноподиальные соцветия (состоят из отдельных цветков)
Описание
Главная ось удлиненная, цветки очередные на
цветоножках.
Главная ось удлинена, цветки сидячие, очередные.
Початок
Главная ось удлиненная, утолщенная, цветки
сидячие.
Сережка
Главная ось поникающая, опадающая, цветки
сидячие, однополые.
Зонтик
Щиток
Главная ось сильно укорочена, цветоножки
примерно одинаковые, выходят как бы из
одной точки.
Главная ось более или менее хорошо развита, цветки очередные, цветоножки у нижних
цветков длиннее, чем у верхних, из-за чего
цветки находятся почти на одном уровне.
Схема
4
Капуста,
ландыш,
черемуха
Подорожник,
ятрышник,
вербена
Кукуруза
(женск.
соцветие),
белокрыльник
Тополь,
осина,
берёза
Вишня,
лук,
примула
Груша,
боярышник
43
Окончание таблицы 4
1
2
3
Главная ось укорочена, утолщена, цветки на
очень коротких цветоножках.
Головка
Корзинка
Главная ось горизонтально разрастается в
общее ложе, цветки мелкие, сидячие, с характерными типами венчиков.
4
Клевер,
черноголовка
Астра,
ромашка,
одуванчик
Сложные моноподиальные однородные соцветия – от главной оси отходят простые соцветия
Метелка
Сложный
зонтик
На длительно растущей главной оси находятся обильно ветвящиеся оси последующих порядков, несущие кисти (кистевидная метелка)
или щитки (щитковидная метелка).
Сирень,
колокольчик,
овёс, просо
Укроп,
морковь
Собран из простых зонтиков
Симподиальные соцветия
Завиток,
или улитка
Завиток, или улитка – боковые оси второго
и последующих порядков направлены в одну
сторону.
Картофель,
белена
Извилина
Боковые оси второго и последующих порядков направлены в разные стороны.
Ирис,
гладиолус,
окопник
Дихазии
Две боковые оси второго и последующих порядков расположены супротивно.
Звездчатка,
гвоздика
Плейохазий
Боковые оси второго порядка расположены
мутовчато, несут цветки, дихазии или завиток.
Молочай
Задание 2. Познакомиться с основными типами строения семян у двудольных и однодольных растений в зависимости от места положения запасных питательных веществ.
44
Семя формируется из семяпочки в результате процесса двойного оплодотворения. Оно состоит
из зародыша, запасных питательных веществ (эндосперм, перисперм) и семенной оболочки. Семенная оболочка образуется из покровов семяпочки, зародыш – из зиготы, эндосперм – из центральной
клетки зародышевого мешка после слияния ее ядра с одним из спермиев, а перисперм – из клеток
нуцеллуса.
Зародыш семени состоит из семядолей (одной или двух), зародышевого корня, гипокотиля, зародышевой почечки, включающей листовые зачатки и точку роста. У различных растений зародыш и его
части могут быть развиты по-разному. Представители семейства орхидных имеют в семени недоразвитый зародыш. Может варьировать соотношение размеров зародыша и эндосперма. У одних растений
зародыш очень мал, а эндосперм занимает почти весь объем семени (лилейные).
Задание 3. Рассмотреть и подписать внешнее и внутреннее строение.
Рис. 36. Типы семян:
А – с эндоспермом, окружающим заросток (мак); Б – с эндоспермом, примыкающим к зародышу
(пшеница); В – с запасными веществами, отложенными в семядолях зародыша (горох);
Г – с эндоспермом, окружающим зародыш, и мощным периспермом (перец); Д – с периспермом
(куколь); 1 – семенная кожура, 2 – эндосперм, 3 – корешок, 4 – стебелек, 5 – почечка,
6 – семядоли ( 3-6 – зародыш), 7 – околоплодник, 8 – перисперм
У других зародыш сильно разрастается ко времени созревания семени, оттесняя эндосперм к семенной оболочке (розоцветные) и даже поглощая его полностью (бобовые). Зародыш может занимать
в семени центральное положение, погружаясь в эндосперм (клещевина), или боковое, примыкая к
эндосперму одним боком (злаковые).
Вещества запаса могут откладываться в семядолях, эндосперме и перисперме. В зависимости от места отложения запасных веществ выделяют несколько типов семян: с эндоспермом (хурма, клещевина,
пшеница), без эндосперма (фасоль, клен), с периспермом (куколь), с периспермом и эндоспермом (кубышка). Как правило, семена однодольных растений имеют хорошо развитый эндосперм (злаковые), но
есть семена без эндосперма (рдестовые, частуховые), питательные вещества у которых откладываются
в самом зародыше. У двудольных растений эндосперм в семенах, как правило, отсутствует (бобовые),
но как исключение может присутствовать (гречишные, маревые, перечные).
Задание 4. Изучить морфологическое строение сухих и сочных плодов, заполнить таблицу, нарисовать соответствующие рисунки.
Плод – репродуктивный орган покрытосеменных, обеспечивающий семенное размножение растений.
Он предназначен для формирования, защиты и распространения семян. Плод развивается из цветка,
как правило, после оплодотворения, но может образовываться и в результате апомиксиса.
После цветения чашелистики, лепестки и тычинки опадают, затем подсыхает и опадает столбик, а
завязь интенсивно развивается и преобразуется в плод. Поэтому иногда говорят, что плод – это зрелый
цветок.
Развитие и строение. В образовании плода главную роль играет гинецей, и прежде всего завязь.
Из стенки завязи формируется стенка плода – околоплодник (перикарп, или перикарпий (греч. пери –
около, карпос – плод)). В нем выделяют три зоны: наружную, среднюю и внутреннюю. Наружная
45
зона называется экзокарпием, средняя – мезокарпием, внутренняя – эндокарпием. Все три зоны хорошо различимы. Например, в плоде вишни тонкий кожистый наружный слой – экзокарпий, съедобная
сочная мякоть плода – мезокарпий, твердая косточка из каменистой ткани, окружающая единственное
семя – эндокарпий.
Рис. 37. Плод вишни: 1 – экзокарпий, 2 – мезокарпий, 3 – эндокарпий (косточка), 4 – семя
Простой плод развивается из завязи только одного пестика (монокарпный, ценокарпный и псевдомонокарпный гинецей). Это самая многочисленная группа плодов.
Сборный, или сложный, плод формируется из завязей нескольких свободных пестиков одного
цветка (апокарпный гинецей).
Соплодие – это сросшиеся в единое целое несколько или много плодов, образовавшихся из цветков
одного соцветия.
В основу дальнейшей классификации простых и сборных плодов положены следующие признаки:
1) консистенция околоплодника (сухие и сочные плоды) и число семян (многосемянные и односемянные плоды):
• ягодовидные сочные многосемянные,
• костянковидные – сочные односемянные,
• коробочковидные – сухие многосемянные,
• ореховидные – сухие односемянные;
2) вскрывание околоплодника (невскрывающиеся и вскрывающиеся плоды).
Таблица 5
Сравнительная характеристика плодов
Название
плода
1
Особенности строения
2
Примеры
растений
3
Схема
4
Ягодовидные плоды – это плоды с мясистым или сочным околоплодником, экзокарпий которого кожистый или деревянистый, большей частью многосемянные, обычно невскрывающиеся.
Возникают они из ценокарпного гинецея как с верхней, так и с нижней завязью.
46
Ягода
Многосемянный плод с сочными мясистыми
эндо- и мезокарпом и тонким пленчатым или
кожистым экзокарпом околоплодника, в мякоть которого погружены семена.
Тыквина
Экзокарп жесткий, древеснеющий или кожистый; образуется из паракарпного гинецея,
состоящего из трех плодолистиков с нижней
завязью.
Смородина,
томат,
хурма,
авокадо
Тыква,
дыны,
арбуз
1
2
3
Гесперидий, или
померанец
Формируется из синкарпного гинецея,
образованного 8...12 плодолистиками с верхней завязью. Экзокарп, или флаведо – жёлтая
ткань, состоящая из наружной эпидермы,
покрытой кутикулой и слоем воска. Мезокарп,
или альбедо – рыхлая белая безвкусная ткань.
Эндокарп пленчатый – клетки эндокарпа формируют соковые мешочки на длинных ножках,
заполненные клеточным соком.
Мандарин,
апельсин,
грейпфрут,
лимон
Яблоко
Экзо- и мезокарпа; эндокарп – кожистый, хрящеватый, образующий стенки гнезд с семенами (формируются из нижней завязи).
Продолжение таблицы 5
4
Яблоня,
груша,
айва,
рябина,
ирга
Костянковидные плоды – наличие деревянистого эндокарпа (косточки) и одного семени.
Сочная
костянка
Сухая
костянка
Пиренарии
Невскрывающийся монокарпий с мясистым
сочным съедобным мезокарпом и склерифицированным эндокарпом (косточка).
Мезокарп в начале созревания плода мясистый, но при полном созревании – полусухой
или сухой, несъедобный. Съедобна часть плода
миндаля – семя.
Состоит из 2-3 плодолистиков с верхней завязью. Эндокарп – деревянистый, мезокарп
(коир) – толстый, волокнистый, сухой, экзокарп – тонкий, кожистый.
Слива,
вишня,
черешня,
абрикос,
персик
Миндаль,
облепиха
Кокосовая
пальма,
фисташка,
кизил
Коробочковидные плоды – эти плоды с сухим околоплодником, многосемянные, вскрывающиеся.
Листовка
Боб
Одногнездный плод, образованный одним
плодолистиком, вскрывается одной щелью по
брюшному шву, семена прикрепляются вдоль
брюшного шва.
Одногнездный плод, образованный одним
плодолистиком, вскрывается двумя щелями
по брюшному и спинному швам от верхушки к
основанию.
Сокирки,
водосбор,
дельфиниум
Люцерна,
донник,
эспарцет,
горох
47
1
2
3
Стручок,
стручочек
Двугнездный плод, образованный двумя
плодолистиками, сросшимися краями. Ложная
перегородка формируется из выростов плаценты, по краю которой прикрепляются семена.
Стручочек отличается от стручка соотношением длины и ширины. Стручки могут быть членистыми (редька дикая). Генетически стручок
и стручочек – ценокарпии (паракарпий).
Горчица,
капуста,
рапс,
ярутка,
пастушья
сумка
Коробочка
Плод, образованный двумя и большим числом
плодолистиков.
Гранатина
Развивается из нижней многогнездной завязи,
имеет сухой кожистый околоплодник, раскрывающийся при созревании неправильными
трещинами.
Продолжение таблицы 5
4
Куколь,
примулы,
мак,
белена
Гранат
Ореховидные плоды – это плоды с сухим околоплодником, односемянные, невскрывающиеся.
Возникают они из синкарпного двух- или трехгнездного гинецея, у которого развивается только
одно гнездо, остальные редуцируются, а также из паракарпного и лизикарпного гинецея.
Орех
Крылатка
Околоплодник деревянистый не сросшийся
с кожурой семени. У лещины, или орешника
орехи заключены в листовидную обертку –
плюску.
Орех без плюски, снабженный крылом.
У крылатки крыло образуется из сросшихся с
околоплодником чешуевидных прицветников.
Лещина,
липа,
гравилат
Берёза,
ольха,
граб, вяз,
ревень,
щавель
Дуб, бук
48
Желудь
Околоплодник менее жесткий, чем у ореха; он
тонкокожистый не срастающийся с семенем.
Семянка
Околоплодник кожистый, не срастающийся с
семенем. Развивается семянка из разных типов
гинецея: из синкарпного (валериановые) или
паракарпного (астровые). Завязь при этом
может быть верхней (коноплевые, крапивные)
или нижней (астровые,
ворсянковые).
( р
р
)
Череда,
василек,
подсолнечник
1
Зерновка
2
3
Околоплодник тонкий пленчатый, реже мясистый (у некоторых бамбуков), срастающийся с
кожурой семени (мятликовые)
Пшеница,
рис,
кукуруза,
ячмень
Окончание таблицы 5
4
Сборные плоды – образуются из апокарпного гинецея.
Сборная
листовка
Сборный
орешек
(многоорешек)
Состоит из нескольких листовок, каждая их
которых образуется из отдельного пестика.
Совокупность множества орешков.
Магнолиевые,
лютиковые
Лютик,
горицвет,
лапчатка
Шиповник
Цинародий
Многоорешек шиповника, плодики которого
(орешки) сидят внутрисочного гипантия.
Земляника
Сборный
орешек
(фрага)
Сборная
костянка
Орешки сидят на выпуклой поверхности сильно разросшегося мясистого сочного цветоложа.
Совокупность множества костянок, возникающих из отдельных пестиков апокарпного
гинецея.
Малина,
ежевика,
морошка
Соплодия – сросшиеся плоды, возникшие из цветков одного соцветия.
Ананас
Соплодие
ананаса
Ось соцветия срастается с многочисленными
завязями и основаниями прицветников в мясистую сочную ткань.
Задание 5. Изучить адаптированную классификацию покрытосеменных растений, которая была
принята в 1987 г., и дописать, пользуясь литературными источниками, русское и латинское названия
семейств.
49
50
2
Семейство
1
6) Маревые
5) Гвоздичные
4) Маковые
3) Лютиковые
2) Нимфейные
1) Магнолиевые
Формула
цветка
3
Соцветие
Подкласс Кариофиллиды
Подкласс Ранункулиды
Жилкование,
Плод
листорасположение
4
5
Класс Двудольные
Подкласс Магнолииды
6
Жизненные
формы
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
7
Метаморфозы органов
Представители
Обширный и исключительно разнообразный отдел Покрытосеменные рассматривается как единая, вполне естественная монофилетическая группа.
Древнейшим порядком являются магнолиевые, от предков которых произошли все ныне живущие покрытосеменные.
Таблица 6
Сравнительная характеристика основных семейств цветковых растений
51
13) Розовые
12) Капустные
(крестоцветные)
11) Тыквенные
10) Вересковые
9) Берёзовые
8) Буковые
7) Гречишные
Подкласс Розиды
Подкласс Дилленииды
Подкласс Гамамелиды
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
52
20) Яснотковые
19) Норичниковые
18) Бурачниковые
17) Вьюнковые
16) Пасленовые
15) Сельдерейные
(зонтичные)
14) Бобовые
1
2
3
5
Подкласс Ламииды
4
6
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
7
Окончание таблицы 6
53
26) Мятликовые
(злаковые)
25) Луковые
24) Осоковые
23) Орхидные
22) Лилейные
21) Астровые
(сложноцветные)
Класс Однодольные
Подкласс Лилииды
Подкласс Астериды
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Список растений,
наиболее распространенных в районе Приобья Новосибирской области:
Семейство Плауновые – Lycopodiaceae
Плаун булавовидный – Lycopodium clavatum
Дифазиаструм уплощенный – Diphasiastrum complanatum
Семейство Хвощевые – Equisetaceae
Хвощ зимующий – Equisetum hyemale
Хвощ лесной – Equisetum sylvaticum
Хвощ луговой – Equisetum pratense
Хвощ полевой – Equisetum arvense
Хвощ топяной – Equisetum fluviatile
Семейство Оноклеевые – Onocleaceae
Страусник чернокоренной – Matteuccia struthiopteris
Семейство Кочедыжниковые – Athyriaceae
Кочедыжник женский – Athyrium filix-femina
Семейство Щитовниковые – Aspidiaceae
Щитовник мужской – Dryopteris filix-mas
Семейство Гиполеписовые – Hypolepidaceae
Орляк обыкновенный – Pteridium aquilinum
Семейство Сосновые – Pinaceae
Ель сибирская – Picea obovata
Лиственница сибирская – Larix sibirica
Сосна обыкновенная – Pinus sylvestris
Сосна сибирская – Pinus sibirica
Пихта сибирская – Abies sibirica
Семейство Лютиковые – Ranunculaceae
Лютик едкий – Ranunculus acris
Лютик ползучий – Ranunculus repens
Василистник простой – Thalictrum simplex
Ветреница лесная – Anemone sylvestris
Адонис весенний – Adonis vernalis
Прострел раскрытый – Pulsatilla patens
Живокость высокая – Delphinium elatum
Борец северный – Aconitum septentrionale
Калужница болотная – Calta palustris
Купальница азиатская – Trollius asiaticus
Семейство Гвоздичные – Caryophyllaceae
Звездчатка средняя – Stellaria media
Звездчатка злачная – Stellaria graminea
Звездчатка Бунге – Stellaria bungeana
Дрема белая – Melandrium album
Хлопушка обыкновенная – Oberna behen
Гвоздика разноцветная, степная – Dianthus versicolor
Смолевка поникающая – Silene nutans
Семейство Щирицевые – Amaranthaceae
Щирица запрокинутая – Amaranthus retroflexus
Семейство Маревые – Chenopodiaceae
Марь сизая – Chenopodium glaucum
Марь белая – Chenopodium album
Лебеда стреловидная – Atriplex sagittata
Аксирис щирицевидный – Axyris amaranthoides
54
Семейство Гречишные – Polygonaceae
Щавель обыкновенный – Rumex acetosa
Щавель конский – Rumex confertus
Щавель курчавый – Rumex crispus
Щавель воробьиный – Rumex acetosella
Гречиха посевная – Fagopyrum esculentum
Гречиха татарская – Fagopyrum tataricum
Спорыш птичий – Polygonum aviculare
Гречишка вьюнковая – Fallopia convolvulus
Горец земноводный – Persicaria amphibia
Горец развесистый – Persicaria lapathifolia
Горец шероховатый – Persicaria scabra
Семейство Березовые – Betulaceae
Береза повислая – Betula pendula
Береза белая – Betula alba
Семейство Зверобойные – Clusiaceae (Hypericaceae)
Зверобой продырявленный – Hypericum perforatum
Семейство Брусничные – Vacciniaceae
Брусника – Vaccinium vitis-idaea
Черника – Vaccinium myrtillus
Клюква болотная – Oxycoccus palustris
Семейство Ивовые – Salicaceae
Осина (тополь дрожащий) – Populus tremula
Тополь черный – Populus nigra
Тополь бальзамический – Populus balsamifera
Тополь серебристый – Populus alba
Ива белая – Salix alba
Ива трехтычинковая – Salix triandra
Ива корзиночная – Salix viminalis
Ива козья – Salix caprea
Семейство Капустовые – Brassicaceae
Клоповник густоцветковый – Lepidium densiflorum
Ярутка полевая – Thlaspi arvense
Гулявник Лезелиев – Sisymbrium loeselii
Капуста полевая – Brassica campestris
Пастушья сумка обыкновенная – Capsella bursa-pastoris
Икотник серый – Berteroa incana
Редька дикая – Raphanus raphanistrum
Семейство Мальвовые – Malvaceae
Хатьма тюрингинская – Lavatera thuringiaca
Просвирник приземистый – Malva pusilla
Семейство Коноплевые – Cannabaceae
Конопля посевная – Cannabis sativa
Хмель обыкновенный – Humulus lupulus
Семейство Крапивные – Urticaceae
Крапива двудомная – Urtica dioica
Крапива жгучая – Urtica urens
Крапива коноплевидная – Urtica cannabina
Семейство Молочайные – Euphorbiaceae
Молочай лозный – Euphorbia virgata
55
Семейство Розовые – Rosaceae
Ежевика – Rubus caesius
Костяника каменистая – Rubus saxatilis
Малина обыкновенная – Rubus idaeus
Рябина сибирская – Sorbus sibirica
Боярышник кроваво-красный – Crataegus sanguinea
Клубника – Fragaria viridis
Земляника лесная – Fragaria vesca
Лапчатка гусиная – Potentilla anserina
Лапчатка серебристая – Potentilla argentea
Лапчатка прямостоячая – Potentilla erecta
Гравилат алеппский – Geum aleppicum
Гравилат речной – Geum rivale
Лабазник обыкновенный – Filipendula vulgaris
Лабазник вязолистный – Filipendula ulmaria
Репейничек волосистый – Agrimonia pilosa
Кровохлебка обыкновенная – Sanguisorba officinalis
Шиповник майский – Rosa majalis
Шиповник иглистый – Rosa acicularis
Черемуха обыкновенная – Padus avium
Семейство Бобовые – Fabaceae
Люцерна посевная – Medicago sativa
Люцерна серповидная – Medicago falcata
Донник белый – Melilotus albus
Донник лекарственный – Melilotus officinalis
Клевер люпиновый – Trifolium lupinaster
Клевер луговой – Trifolium pratense
Клевер гибридный – Trifolium hybridum
Клевер ползучий – Trifolium repens
Карагана древовидная – Caragana arborescens
Астрагал датский – Astragalus danicus
Астрагал сладколистный – Astragalus glycyphyllos
Горошек однопарный – Vicia unijuga
Горошек приятный – Vicia amoena
Горошек заборный – Vicia sepium
Горошек мышиный – Vicia cracca
Чина весенняя – Lathyrus vernus
Чина луговая – Lathyrus pratensis
Чина гороховидная – Lathyrus pisiformis
Чина Гмелина – Lathyrus gmelinii
Чина клубневая – Lathyrus tuberosus
Семейство Гераниевые – Geraniaceae
Герань луговая – Geranium pratense
Герань лесная – Geranium sylvaticum
Герань двулистная – Geranium bifolium
Герань сибирская – Geranium sibiricum
Журавельник цикутовый – Erodium cicutarium
56
Семейство Сельдерейные – Apiaceae
Синеголовник плосколистный – Eringium planum
Борщевик сибирский – Heracleum sibiricum
Володушка золотистая – Bupleurum aureum
Сныть обыкновенная – Aegopodium podagraria
Вех ядовитый – Cicuta virosa
Тмин обыкновенный – Carum carvi
Бедренец камнеломковый – Pimpinella saxifraga
Семейство Пасленовые – Solanaceae
Паслен черный – Solanum nigrum
Паслен Китагавы – Solanum kitagawae
Белена черная – Hyoscyamus niger
Семейство Вьюнковые – Convolvulaceae
Вьюнок полевой – Convolvulus arvensis
Семейство Бурачниковые – Boraginaceae
Синяк обыкновенный – Echium vulgare
Медуница мягчайшая – Pulmanaria dacica
Незабудка подражающая – Myosotis imitata
Незабудка болотная – Myosotis palustris
Незабудка дернистая – Myosotis caespitosa
Нонея темно-бурая – Nonea pulla
Липучка щетинистая – Lapula squarrosa
Семейство Норичниковые – Scrophulariaceae
Коровяк медвежье ухо – Verbascum thapsus
Льнянка обыкновенная – Linaria vulgaris
Вероника Крылова – Veronica krylovii
Вероника колосистая – Veronica spicata
Вероника дубравная – Veronica chamaedrys
Вероника длиннолистная – Veronica longifolia
Зубчатка обыкновенная – Odontites vulgaris
Семейство Подорожниковые – Plantaginaceae
Подорожник большой – Plantago major
Подорожник средний – Plantago media
Подорожник Урвилла, степной – Plantago urvilei
Семейство Яснотковые (Губоцветные) – Lamiaceae
Будра плющевидная – Glechoma hederacea
Змееголовник поникающий – Dracocephalum nutans
Змееголовник тимьяноцветный – Dracocephalum thymiflorum
Черноголовка обыкновенная – Prunella vulgaris
Зопник полевой – Phlomis tuberosa
Пикульник двунадрезной – Galeopsis bifida
Пустырник пятилопастной – Leonurus quinquelobatus
Яснотка белая – Lamium album
Чистец болотный – Stachys palustris
Душица обыкновенная – Origanum vulgare
Мята полевая – Mentha arvensis
Семейство Колокольчиковые – Campanulaceae
Колокольчик сибирский – Campanula sibirica
57
Колокольчик сборный – Campanula glomerata
Колокольчик олений – Campanula cervicaria
Бубенчик лилиелистный – Adenophora liliifolia
Семейство Астровые – Asteraceae
Мелколепестник канадский – Erigeron canadensis
Девясил британский – Inula britannica
Девясил иволистный – Inula salicina
Череда трехраздельная – Bidens tripartia
Тысячелистник азиатский – Achillea asiatica
Нивяник обыкновенный – Leucanthemum vulgare
Пижма обыкновенная – Tanacetum vulgare
Ромашка душистая – Chamomilla suaveolens
Полынь серая – Artemisia glauca
Полынь Сиверса – Artemisia sieversiana
Полынь обыкновенная – Artemisia vulgaris
Полынь эстрагон, тархун – Artemisia dracunculus
Мать-и-мачеха обыкновенная – Tussilago farfara
Крестовник Якова – Senecio jacobaea
Лопух войлочный – Arctium tomentosum
Лопух большой – Arctium lappa
Бодяк щетинистый – Cirsium setosum
Василек синий – Centaurea cyanus
Василек шероховатый – Centaurea scabiosa
Осот полевой – Sonchus arvensis
Одуванчик лекарственный – Taraxacum officinale
Скерда кровельная – Crepis tectorum
Скерда сибирская – Crepis sibirica
Семейство Осенниковые – Melanthiaceae
Чемерица черная – Veratrum nigrum
Чемерица Лобеля – Veratrum lobelianum
Семейство Касатиковые – Iridaceae
Касатик русский – Iris ruthenica
Семейство Лилейные – Liliaceae
Лилия саранка – Lilium pilosiusculum
Семейство Ландышевые – Convallariaceae
Майник двулистный – Maianthemum bifolium
Купена душистая – Polygonatum odoratum
Семейство Спаржевые – Asparagaceae
Спаржа лекарственная – Asparagus officinalis
Семейство Триллиевые – Trilliaceae
Вороний глаз четырехлистный – Paris quodrifolia
Семейство Осоковые – Cyperaceae
Камыш лесной – Scirpus sylvaticus
Болотница болотная – Eleocharis palustris
Осока ранняя – Carex praecox
Осока острая – Carex acuta
Осока дернистая – Carex cespitosa
Осока большехвостая – Carex macraura
58
Семейство Мятликовые – Poaceae
Пырей ползучий – Elytrigia repens
Кострец безостый – Bromopsis inermis
Овес пустой, овсюг – Avena fatua
Вейник наземный – Calamagrostis epigeios
Полевица гигантская – Agrostis gigantea
Тимофеевка луговая – Phleum pratense
Тимофеевка степная – Phleum phleoides
Лисохвост луговой – Alopecurus arvensis
Овсяница луговая – Festuca pratensis
Мятлик луговой – Poa pratensis
Мятлик однолетний – Poa annua
Мятлик узколистный – Poa angustifolia
Ежа сборная – Dactylis glomerata
Ковыль волосатик – Stipa capillata
Ежовник обыкновенный – Echinochloa crusgalli
Щетинник зеленый – Setaria viridis
Семейство Рогозовые – Typhaceae
Рогоз широколистный – Typha latifolia
Рогоз узколистный – Typha angustifolia
59
Список рекомендуемой литературы
1. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. 3-е издание, перераб.и доп. – М.: КолосС, 2005.
2. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. Ч.1. Учебное пособие. – М., 2008.
3. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. 3-е изд-е. – М .: Ком Книга, 2007.
4. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника. Систематика высших, или наземных
растений. 4-е изд-е, исправл. – М.: «Академия», 2006.
5. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А., Дорофеев В.И. Ботаника. 3-е изд-е, исправл. и доп. – СПб.:
СпецЛит, 2008.
6. Андреева И.И., Родман Л.С., Чичев А.В. Практикум по анатомии и морфологии растений. – М.:
КолосС, 2005.
7. Ботаника с основами фитоценологии. Анатомия и морфология растений: Учебник для вузов. –
М., 2007.
8. Ботаническая география с основами экологии растений. – М.: Колос, 1994.
9. Лотова Л.И., Нилова М.В., Рудько А.И. Словарь фитоанатомических терминов. – М.: Изд-во
ЛКИ, 2007.
Дополнительная литература
1. Красноборов И.М. и др. Определитель растений Новосибирской области. – Новосибирск: Наука.
Сиб. отд-ние, 2000.
2. Красная книга Новосибирской области: Животные, растения и грибы / Депортамент природных
ресурсов и охраны окружающей среды Новосибирской области. – 2-е изд., перер. И доп. – Новосибирск:
Арта, 2008.
3. Цвелев Н.Н. Определитель сосудистых растений Северо-Западной России. – СПб, 2000.
4. Иллюстрированный определитель растений Карельского перешейка. – СПб, 2000.
5. Шанцер И.А. Растения Средней полосы Европейской России. Полевой атлас. Изд-е 2-е, исправ.
и доп. – М.: КМК, 2007.
6. Ботаника: Курс альгологии и микологии. – М.: Изд-во МГУ, 2007.
7. Гарибова Л.В., Лекомцева С.Н. Основы микологии. Морфология и систеиатика грибов и грибоподобных организмов: Учебное пособие. – М: Товарищество научных изданий КМК, 2005.
8. Левина Р.Е. Морфология и экология плодов. – Л.: Наука, 1987.
9. Атлас основных видов сорных растений России. – М.: КолосС, 2009.
10. Чухлебова Н.С. Ботаника (цитология, гистология, анатомия): учеб. пособие. – М.: Колос,
2008.
60
Содержание
Введение ......................................................................................................................................................................... 3
Тема 1. Отдел сине-зелёные водоросли – Cyanophycophyta ......................................................................... 4
Тема 2. Грибы и грибоподобные организмы ....................................................................................................... 6
Тема 3. Царство Chromista (грибоподобные) ...................................................................................................13
Тема 4. Водоросли .....................................................................................................................................................15
Тема 5. Отдел моховидные – Bryophyta .............................................................................................................19
Тема 6. Отдел Плауновидные – Lycopodiophyta .............................................................................................22
Тема 7. Отдел хвощеобразные – Equisetophyta ................................................................................................25
Тема 8. Отдел папоротниковидные – Polypodiophyta....................................................................................27
Тема 9. Высшие семенные растения. Отдел Голосеменные – Pinophyta ................................................30
Тема 10. Отдел Покрытосеменные – Magnoliophyta......................................................................................34
Тема 11. Соцветия......................................................................................................................................................43
Список растений, наиболее распространенных в районе Приобья Новосибирской области .................54
Список рекомендуемой литературы....................................................................................................................61
61
Составители:
Вышегуров Султан Хаджибикарович
Иванова Наталья Викторовна
Пальчикова Елена Васильевна
Ботаника
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
Часть 2
Редактор Т.К. Коробкова
Компьютерная верстка Е.С. Данилова
____________________________________________________
Подписано в печать 16 января 2012 г.
Объем 2,75 уч.-изд. л., 3,75 усл. печ. л. Заказ №314.
Бумага офсетная. Гарнитура «Petersburg». Тираж 200 экз.
____________________________________________________
Отпечатано в ООО «Печатное издательство Агро-Сибирь»
Новосибирск, ул. Никитина, 155, тел.: (383) 267-19-90, 264-00-72
e-mail: [email protected]