МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА БОТАНИКИ Терехина Т.А., Косачев П.А., Сперанская Н.Ю. СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ Методические указания к малому практикуму по ботанике II курса биологического факультета Барнаул 2012 УДК 58 (075.8) + 582.4 (075.8) ББК 28.5я 73-5 + 28.573я 73-5 Методические указания к малому практикуму по ботанике II курса биологического факультета «Семенные растения». Версия 1.0 [Электронный ресурс]: электронное учебное пособие / сост.: Т.А. Терехина, П.А. Косачев, Н.Ю. Сперанская. – Электронные данные (43 Мб). – Барнаул: ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный университет», 2012. – с. – 1 электронный оптический диск (CD-R). Системные требования: PCI, Intel Pentium (аналоги процессора), 1 ГГц; 256 Мб оперативной памяти; 43 Мб свободного дискового пространства; привод CD-ROM; операционная система Microsoft Windows (9x, NT); Unix (Linux); программные продукты для чтения pdf файлов (Foxit Reader 4.0; Adobe Reader 6.0 и аналоги). Электронное учебное пособие «Методические указания к малому практикуму по ботанике II курса биологического факультета «Семенные растения» состоит из трех частей: введения, основного раздела, 4-х приложений. Во введении указываются цель и задачи проведения лабораторных занятий, необходимое оборудование. В основном разделе представлены тематические задания для самостоятельной работы студентов, а также вопросы по соответствующим темам. Справочный материал помещен в 4 приложения. В первом приложении в табличной форме дается краткая характеристика подклассов цветковых растений. Во 2-м – история ботаники в датах. Материал 3-го приложения посвящен разделу о происхождении и эволюции цветковых растений. В 4-м приложении даны рисунки и фотографии растений по темам лабораторных занятий. Электронное учебное пособие предназначено для студентов биологов и экологов, занимающихся на лабораторных занятиях по курсу «Семенные растения». © ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный университет» 2 ВВЕДЕНИЕ Методические указания к проведению малого практикума по ботанике предназначены для студентов 2 курса дневного отделения биологического факультета Алтайского государственного университета. Цель занятий: изучение основных таксономических групп семенных растений. Задачи: 1) знакомство с основными представителями изучаемых систематических единиц; 2) выявление важнейших морфологических и анатомических особенностей типичных представителей таксономических групп; 3) изучение основных циклов развития высших растений. В процессе выполнения практических занятий студенты приобретают следующие знания и умения. Студенты должны знать: – общую характеристику классов голосеменных растений, классов, подклассов, порядков и семейств цветковых растений; – основные таксономические категории, используемые в систематике растений, их наименования и характеристику основных родов. Студенты должны уметь: – проводить анализ строения цветка, соцветия, шишек и выполнять схематические рисунки цветка, плода и внешнего облика растений; – выявлять морфологические особенности изучаемых видов растений; – распознавать изучаемые виды растений по гербарному образцу. Студенты должны владеть: – основными понятиями систематики растений; – основами классификации растений. Для проведения лабораторных занятий по курсу систематики семенных растений необходимо иметь альбомы для рисования или черчения формата А4, точилку для карандашей, ластик и линейку. Каждый рисунок выполняется на 1\4 части листа простым карандашом. В случае крайней необходимости для иллюстрации окраски венчика можно использовать цветные карандаши. Во время занятия рисунки аккуратно подписываются и нумеруются. Все выносные линии проводятся по линейке, обозначения располагаются строго по горизонтали. В конце лабораторного занятия альбом предоставляется на проверку преподавателю. В помощь студентам дается справочный материал, представленный в 4-х приложениях. Приложение 1. “Краткая характеристика подклассов цветковых растений”. Приложение 2. “История ботаники в датах”. Приложение 3. “Материалы к разделу о происхождении и эволюции цветковых растений”. Приложение 4. “Рисунки и фотографии растений по темам лабораторных занятий”. Фотографии под номерами 10, 15, 16, 17, 28, 32, 33. 62 взяты с общедоступного сайта en.wikipedia.org. Остальные фотографии являются авторскими. 3 Занятие № 1. Тема: Отдел Голосеменные (Pinophyta, или Gymnospermae) Класс Семенные папоротники (Pteridospermatopsida) Класс Саговниковые (Cycаdopsida) Класс Беннеттитовые (Bennettitopsida) Класс Гинкговые (Ginkgoopsida) Класс Гнетовые (Gnetopsida) Класс Хвойные (Pinopsida) 1. Запишите наименования классов и приведите примеры 2-х представителей каждого класса. 2. Просмотрите гербарный и коллекционный материал и выберите два объекта. Зарисуйте одну ветвь с листьями и одну женскую шишку (рис. 1, 2). Обратите внимание на строение хвои и её расположение на веточке. 3. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Поперечный срез стебля ели» (рис. 3). Обозначения: 1 – сердцевина; 2 – сердцевинный луч; 3 – древесина (ксилема); 4 – камбий; 5 – луб (флоэма); 6 – смоляные ходы; 7–8 – перидерма (7 – пробка, 8 – феллоген). Определите тип стели. 4. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Продольный срез стебля ели» (рис. 4). Обозначения: 1 – торус; 2 – пора; 3 – трахеида. 5. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Продольный разрез мужской шишки сосны» (рис. 5). Обозначения: 1 – микроспорофилл; 2 – микроспорангий. 6. Нарисуйте схему развития мужского гаметофита сосны обыкновенной (рис. 7). Обозначения: 1 – материнская клетка микроспор; 2 – проталлиальные клетки; 3 – клетка трубки; 4 – генеративная клетка; 5 – спермагенная клетка; 6 – стерильная клетка. 7. Зарисуйте с таблицы строение женской шишки сосны (рис. 6). Обозначения: 1 – кроющая чешуя; 2 – семенная чешуя; 3 – семязачаток. 8. Нарисуйте схему развития женского гаметофита сосны (рис. 8). Обозначения: 1 – интегумент; 2 – нуцеллус; 3 – материнская клетка мегаспор; 4 – мегаспоры; 5 – гаметофит; 6 – архегоний; 7 – яйцеклетка. 9. Рассмотрите и зарисуйте спорофилл с семяпочками Cycas (рис. 9). Рис. 1. Побег лиственницы. 4 Рис. 2. Побег сосны обыкновенной. Рис. 3. Поперечный срез стебля ели. Рис. 4. Продольный срез стебля ели. Рис. 5. Продольный срез мужской шишки сосны. Рис. 6. Продольный срез женской шишки сосны. 10. Рассмотрите гербарий и зарисуйте лист Ginkgo biloba (рис. 10). Обозначение: 1 – тип жилкования. Перечень необходимого оборудования: микроскопы, микропрепараты, гербарий, таблицы, коллекционный материал, салфетки. 5 Рис. 7. Развитие мужского гаметофита сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Развитие мужского гаметофита сосны Мужской стробил спорофита (2n) состоит из оси, покрытой микроспорофиллами, на нижней стороне которого находятся по два микроспорангия. В спорангиях образуются материнские клетки микроспор (микроспороциты), которые имеют двойной набор хромосом (2n). В результате редукционного деления из каждой материнской клетки образуется по 4 микроспоры (n), каждая из которых начинает развиваться в мужской гаметофит – заросток. Внутри микроспоры в результате двух последовательных митотических делений образуется по две маленьких вегетативных (проталлиальных) клетки и одна антеридиальная. Вегетативные клетки вскоре отмирают. Антеридиальная клетка делится на две: маленькую генеративную и крупную – клетку-трубку. Генеративная клетка делится митотически на стерильную клетку ножку и спермагенную. Спермагенная клетка дает начало двум спермиям. Гаметогенез завершается. Микроспора превращается в пыльцевое зерно. Зрелая пыльца имеет две оболочки: внешнюю – экзину и внутреннюю – интину. Оболочки расходятся и обычно образуют по два воздушных мешка, что помогает в распространении их ветром. 6 Рис. 8. Развитие женского гаметофита сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Развитие женского гаметофита сосны Женская шишка состоит из оси и чешуй двух типов: наружная (кроющая) и внутренняя (cеменная). Семенная чешуя представляет собой видоизмененный мегастробил. На семенных чешуях формируется по два семязачатка. Семязачаток несет мегаспорангий – нуцеллус, окруженный покровом – интегументом. На верхушке интегумент не срастается: остается узкий канал – пыльцевход или микропиле. В нуцеллусе формируется одна клетка – материнская клетка мегаспор (2n). Она редукционно делится, образуя четыре мегаспоры. Три дегенерируют, а одна, с гаплоидным набором хромосом (n), начинает интенсивно митотически делится и образует гаплоидный женский гаметофит или первичный эндосперм. В верхней части эндосперма формируются архегонии с крупными яйцеклетками. Обычно архегониев два. Оболочка его многоклеточная. Мощно развита брюшная часть, а шейка редуцирована. Оплодотворение у сосны происходит спустя 12–14 месяцев после опыления. Пыльцевая трубка прокладывает себе путь через микропиле к яйцеклетке в архегонии. Один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй погибает. 7 Рис. 9. Мегаспорофилл саговника (Cycas revoluta). Рис. 10. Гинкго двулопастной (Ginkgo biloba). Обозначения: 1 – укороченный женский побег; 2 – мегаспорангии; 3 – семя (“костянка”). Занятие № 2. Тема: Отдел Цветковые, или покрытосеменные, растения (Маgnoliophyta, или Angiospermae) Класс Маgnoliopsida, или Dicotyledoneae П/кл. Magnoliidae 1. Запишите наименование порядков и семейств подкласса магнолииды, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид конкретных представителей. 2. Зарисуйте препарат «Поперечный срез через завязь и семяпочки» (рис. 11). Обозначения: 1 – пыльцевход; 2 – плацента; 3 – фуникулюс; 4 – семяпочка. Укажите тип нарисованной семяпочки, сравнив её с вариантами семяпочек на рис. 12. 3. Зарисуйте схему развития женского гаметофита цветковых растений (рис. 13). Обозначения: 1 – материнская клетка мегаспор; 2 – яйцеклетка; 3 – синергиды; 4 – центральная клетка; 5 – антиподы. 4. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Пыльца на рыльце». 5. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Поперечный срез пыльника» (рис. 14). Обозначения: 1 – эпидермис; 2 – фиброзный слой; 3 – тапетум (выстилающий слой); 4 – пылинки; 5 – связник; 6 – пыльцевые гнезда. 6. Зарисуйте схему развития мужского гаметофита цветковых растений (рис. 15). Обозначения: 1 – материнская клетка микроспор; 2 – клетка-трубка; 3 – генеративная клетка; 4 – спермии. 8 Рис. 11. Поперечный срез через завязь и семяпочки (фрагмент микропрепарата). Рис. 12. Типы семязачатков: 1 – ортотропный, 2 – анатропный, 3 – гемитропный, 4 – кампилотропный, 5 – амфитропный. 9 Рис. 13. Развитие женского гаметофита цветковых растений. Развитие женского гаметофита цветковых растений В семязачатке располагается нуцеллус, представляющий собой видоизмененный мегаспорангий. Нуцеллус окружен покровом – интегументом (одно или двухслойный). На верхушке интегумент не срастается: остается узкий канал – пыльцевход или микропиле. В нуцеллусе формируется одна клетка – материнская клетка мегаспор (2n). Она редукционно делится, образуя четыре мегаспоры. Три дегенерируют, а одна (n) начинает митотически делится и образует два ядра. Они расходятся к полюсам, и затем происходит еще два деления. В результате образуется 8 ядер (n). С каждого полюса в центральную часть перемещаются по одному ядру, где они сливаются и образуют вторичное ядро зародышевого мешка (2n). Далее вокруг каждого ядра образуются оболочки. У микропилярного полюса гаметофита образуются три клетки яйцевого аппарата, одна из которых, более крупная, является яйцеклеткой. Две другие являются вспомогательными клетками или синергидами. Три клетки халазального полюса являются антиподами. Это наиболее распространенный тип зародышевого мешка – моноспорический восьмиядерный. У некоторых растений из четырех мегаспор сохраняются две. Митотических делений в мешке происходит всего два. В результате образуется биспорический восьмиядерный зародышевый мешок. А если все четыре мегаспоры принимают участие в образовании мешка, и происходит всего одно деление, формируется тетраспорический восьмиядерный зародышевый мешок. После прорастания пыльцы пыльцевая трубка прокладывает себе путь через микропиле к яйцеклетке в зародышевом мешке. Один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй с вторичным ядром зародышевого мешка. В результате первого оплодотворения образуется зародыш, после второго возникает триплоидный вторичный эндосперм. 10 Рис. 14. Поперечный срез пыльника. Рис. 15. Развитие мужского гаметофита цветковых растений. Развитие мужского гаметофита цветковых растений Каждая половинка пыльника содержит по два гнезда микроспорангия, реже – одно гнездо. Снаружи пыльник покрыт эпидермой. Под ней располагается эндотеций с сильно утолщенными клеточными оболочками, за счет которых вскрываются гнезда. Самый внутренний слой пыльцевые зерна – питающий – получил название тапетума. Гнезда заполнены материнскими клетками микроспор (2n). Каждая материнская клетка в результате редукционного деления образует четыре микроспоры, каждая из которых продолжает развиваться дальше. Ядро его митотически делится на два, и образуется две клетки. Пыльцевое зерно (микроспора) содержит вегетативную клетку, которая дает начало пыльцевой трубке. Генеративная клетка образует два спермия. 11 7. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Поперечный срез стебля купены» (рис. 16). Обозначения: 1 – паренхима; 2 – проводящий пучок; 3 – склеренхима. Укажите тип стели. 8. Зарисуйте проводящий пучок стебля купены. Обозначения: 1 – флоэма; 2 – ксилема. Укажите тип проводящих пучков. Как правильно зарисовать проводящие пучки. можно посмотреть на примеры коллатеральных пучков кукурузы (однодольное растение) и подсолнечника (двудольное растение) (рис. 17, 18). Рис. 16. Поперечный срез стебля купены (фрагмент препарата). Рис. 17. Закрытый коллатеральный провоРис. 18. Открытый коллатеральный дящий пучок кукурузы (Zea mays). проводящий пучок подсолнечника Обозначения: 1 – основная паренхима, (Helianthus annuus). 2 – склеренхима, 3 – флоэма, 4 – древесинная Обозначения: 1 – склеренхима, 2 – флоэма, паренхима, 5 – сосуды ксилемы, 3 – камбий, 4 – сосуды вторичной ксилемы. 6 – воздушная полость. 12 9. Рассмотрите и зарисуйте препарат «Поперечный срез стебля клевера» (рис. 19). Обозначения: 1 – паренхима; 2 – проводящие пучки. Укажите тип стели. 10. Зарисуйте проводящий пучок стебля клевера. Обозначения: 1 – флоэма; 2 – ксилема; 3 – камбий. Укажите тип проводящих пучков. 11. Зарисуйте «шишку» магнолии (рис. 20). Укажите тип плода. 12. Зарисуйте плод лотоса (рис. 21). Укажите тип плода. Перечень необходимого оборудования: микроскопы, микропрепараты, гербарий, таблицы, коллекционный материал, салфетки. Рис. 19. Поперечный срез стебля клевера (фрагмент препарата). Рис. 20. Плод магнолии крупноцветковой. 13 Рис. 21. Плод лотоса орехоносного. Занятие № 3. Тема: Подкласс ранункулиды (Ranunculidae) Подкласс гамамелидиды (Hamamelididae) П/кл. Ranunculidae 1. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид конкретных представителей. 2. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Ranunculus. Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея (рис. 24 A). Внимание! Пример построения диаграммы цветка на рис. 22. 3. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Trollius asiaticus. Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея. Найдите и обозначьте стаминодии (рис. 24 B). 4. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Aconitum. Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея. Обратите внимание на наличие коньковидных нектарников, обозначьте их (рис. 24 C). 5. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Aquilegia (рис. 24 D). Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея. 6. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Thalictrum. Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея, способ опыления (рис. 25 A). 7. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Delphinium (рис. 25 B). Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея. Обозначьте нектарники, способ опыления (рис. 23). 8. Рассмотрите и зарисуйте плод в поперечном разрезе Papaver. Укажите тип гинецея (рис. 25 C). 9. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Corydalis (рис. 25 D). Укажите формулу цветка и диаграмму, тип гинецея и тип симметрии цветка. Рис. 22. Построение диаграммы цветка. Обозначения: 1 – ось соцветия, 2 – прицветник, 3 – чашелистик, 4 – лепесток, 5 – тычинка, 6 – гинецей, 7 – кроющий лист. Рис. 23. Общий вид и аналитический рисунок цветка живокости высокой (Delphinium elatum). Обозначения: 1 – чашелистики, 2 – нектарники, 3 – стаминодии, не выделяющие нектар, 4 – тычинки, 5 – плодолистики, 6 – шпорец, 7 – цветоножка. 14 Рис. 24. Представители сем. Ranunculaceae. Обозначения: A – Лютик едкий: 1 – лепесток с нектарником, 2 – плод (многоорешек), 3 – диаграмма; B – Купальница европейская: 1, 5 – нектарник, 2 – тычинка, 3 – плод (многолистовка), 4 – отдельный плодик, 6 – цветок в разрезе; C – Аконит высокий: 1 – разрез цветка, 2 – тычинка, 3 – плод (трехлистовка), 4 – диаграмма; D – Водосбор обыкновенный: 1 – диаграмма, 2 – плод (пятилистовка), 3 – цветок. 15 Рис. 25. Представители сем. Ranunculaceae и Papaveraceae. Обозначения: А – Василистник водосборолистный: 1 – плод (орешек), 2 – цветок с околоцветником, 3 – часть соцветия; B – Живокость высокая: 1 – цветок в разрезе, 2 – диаграмма; C – плод мака снотворного (паракарпная коробочка): 1 – поперечный срез плода (видны сросшиеся боковыми стенками плодолистики); D – Хохлатка Галлера: 1 – цветок, 2 – пестик, 3 – тычинка, 4 – цветок в развернутом виде, 5 – плод (стручковидная коробочка). 16 П/кл. Hamamelididae 10. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид представителей. 11. Рассмотрите и зарисуйте цветок, соцветие и плод березы повислой (Betula pendula) (рис. 26 A). Укажите тип плода, типы общего и элементарного соцветий. Нарисуйте диаграммы цветков, напишите формулы мужского и женского цветков. 12. Рассмотрите и зарисуйте плод дуба (Quercus) (рис. 26 C). Укажите тип плода. 13. Рассмотрите и зарисуйте плод платана (Platanus) (рис. 26 B). Укажите тип плода. Перечень необходимого оборудования: бинокуляры МБС-9, чашки Петри, препаровальные иглы, пинцет, фиксированный материал, гербарий, коллекционный материал, таблицы. Рис. 26. Сем. Betulaceae, Platanaceae, Fagaceae. Обозначения: A – Береза повислая: 1 – ветвь с женской сережкой, 2 – плод (крылатый орешек), 3 – кроющая чешуя плода, 4 – завязь в разрезе, 5 – женский дихазий, 6 – мужской дихазий, 7 – диаграммы мужского и женского дихазиев; B – Платан восточный: 1 – ветвь с мужскими и женскими соцветиями, 2 – мужской цветок, 3 – соплодие (многоорешек); C – Дуб черешчатый: 1 – ветвь с плодами (желудями), 2 – одноцветковый дихазий, окруженный прицветниками, 3 – часть мужской сережки с цветками, 4 – ветвь с мужскими сережками, 5 – мужской цветок. 17 Занятие № 4. Тема: Подкласс кариофиллиды (Caryophyllidae) Подкласс дилленииды (Dilleniidae) П/кл. Caryophyllidae 1. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий. 2.Зарисуйте сочленение листа со стеблем, цветок и плод (в продольном срезе) Dianthus, определите тип листорасположения (рис. 28 A). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. Обозначьте колонку и семязачатки. 3. Зарисуйте сочленение листа со стеблем, цветок и плод Fagopyrum. Обозначьте раструб. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода (рис. 28 B). 4. Рассмотрите и зарисуйте мужской и женский цветки Amaranthus (рис. 28 С). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. 5. Зарисуйте цветок, лист, клубочек Beta (рис. 28 D). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. 6. Зарисуйте внешний вид растения Acantholimon, определите его жизненную форму. 7. Зарисуйте внешний вид растения Goniolimon. Укажите в каких экологических условиях произрастает это растение. П/кл. Dilleniidae 8. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий. 9. Зарисуйте верхнюю часть стебля, цветки и плоды Viola (рис. 29 A). Определите тип гинецея и плода. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. 10. Зарисуйте верхнюю часть стебля, цветки и плоды Brassica (рис. 29 B). Определите тип гинецея и плода. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков (рис. 27). 11. Зарисуйте верхнюю часть стебля, соцветия, цветки и плоды Salix (рис. 29 C). Определите тип гинецея, соцветий и плода. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. 12. Зарисуйте верхнюю часть стебля, цветки и плоды Primula (рис. 29 D). Определите тип гинецея и плода. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. 13. Зарисуйте верхнюю часть стебля с соцветиями, цветки и плоды Euphorbia (рис. 30 А). Определите тип гинецея и плода. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Определите тип общего и частного соцветий. Рис. 27. Общий вид и аналитический рисунок цветка Brassica. Обозначения: 1 – чашелистики, 2 – лепестки, 3 – тычинки, 4 – завязь, 5 – цветоножка. 18 Рис. 28. Сем. Caryophyllaceae, Polygonaceae, Amaranthaceae, Chenopodiaceae. Обозначения: A – Гвоздика Фишера: 1 – сочленение листа со стеблем, 2 – плод (коробочка), 3 – продольный разрез плода (лизикарпный гинецей), 4 – колонка, 5 – семязачатки, 6 – лепесток (ноготковый), 7 – диаграмма; B – гречиха посевная: 1 – раструб, 2 – цветок, 3 – цветок в разрезе, 4 – плод (трехгранный орешек), 5 – поперечный разрез плода (з – зародыш), 6 – диаграмма; C – Щирица запрокинутая: 1 – общий вид растения, 2 – цветки; D – Свекла обыкновенная: 1 – верхняя цветоносная часть растения, 2 – прикорневая розетка и основание корнеплода, 3 – продольный разрез цветка, 4 – цветок (вид сверху), 5 – семя, 6 – “клубочки”, 7 – диаграмма. 19 Рис. 29. Сем. Violaceae, Brassicaceae, Salicaceae, Primulaceae. Обозначения: A – Фиалка трехцветная: 1 – верхняя часть растения, 2 – раскрывшаяся коробочка (синкарпный гинецей), 3 – диаграмма; B – Капуста огородная: 1 – соцветие и стеблевой лист, 2 – цветок, 3 – гинецей и андроцей. 4 – зрелый плод (стручок с отделенной створкой), 5 – диаграмма; C – Ива козья: 1 – ветвь с мужскими соцветиями, 2 – часть облиственного побега (видны прилистники), 3 – ветвь с женским соцветием, 4 – мужские цветки, 5 – женский цветок, 6 – плод (коробочка), 7 – диаграмма; D – Примула весенняя: 1 – общий вид растения, 2 – длинностолбчатый цветок (продольный срез), 3 – короткостолбчатый цветок (продольный срез), 4 – плод (лизикарпная коробочка), 5 – диаграмма. 20 14. Рассмотрите и зарисуйте верхнюю часть стебля, цветки и плоды (в поперечном разрезе) Cucumis (рис. 30 B). Определите тип гинецея и плода. Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Перечень необходимого оборудования: бинокуляры МБС-9, чашки Петри, препаровальные иглы, пинцет, фиксированный материал, гербарий, коллекционный материал, таблицы. Рис. 30. Сем. Euphorbiaceae, Cucurbitaceae. Обозначения: A – Молочай лозный: 1 – бесплодный побег, 2 – соцветие, 3 – циатий (частное соцветие), 4 – раскрывшийся плод (коробочка, распадающаяся на 3 орешка), 5 – мужские цветки, 6 – нектарные железки, 7 – покрывало (“бокальчик”), 8 – женский цветок; B – Огурец посевной: 1 – часть цветущего побега, 2 – мужской цветок в разрезе, 3 – женский цветок в разрезе, 4 – поперечный разрез завязи, 5 – диаграммы цветков. Занятие № 5. Тема: Подкласс розиды (Rosidae) П/кл. Rosidae 1. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид конкретных представителей. 2. Рассмотрите и зарисуйте внешний вид цветка Bergenia (рис. 31 A). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 3. Рассмотрите и зарисуйте плод и цветок Astragalus (рис. 32 A). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. Рассмотрите аналитический 21 рисунок цветка мотылькового типа (рис. 31 B). 4. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Caragana (рис. 32 B). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 5. Рассмотрите строение цветка Heracleum, зарисуйте схему соцветия, цветок и плод (рис. 32 D). Укажите диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. Рассмотрите аналитический рисунок цветка и плода зонтичных (рис. 32 C). 6. Рассмотрите аналитические рисунки представителей розоцветных (рис. 33). Зарисуйте цветок и плод (поперечный разрез) Malus (рис. 34 А). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 7. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Spiraea (рис. 34 B). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 8. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Rosa (рис. 34 С). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. Перечень необходимого оборудования: бинокуляры МБС-9, чашки Петри, препаро-вальные иглы, пинцет, фиксированный материал, гербарий, коллекционный материал, таблицы. Рис 31. Сем. Saxifragaceae, Fabaceae. Обозначения: A – Бадан толстолистный: 1 – общий вид, 2 – продольный разрез цветка, 3 – диаграмма; B – Общий вид и аналитический рисунок цветка мотылькового типа на примере гороха посевного: 1 – чашечка, 2 – флаг (парус), 3 – крылья (весла), 4 – лодочка (из двух сросшихся лепестков), 5 – двубратственный андроцей, 6 – завязь, 7 – столбик, 8 – рыльце. 22 Рис. 32. Сем. Fabaceae, Apiaceae. Обозначения: A – Астрагал солодколистный: 1 – нижняя и верхняя части растения, 2 – цветок, 3 – плоды (бобы), 4 – диаграмма; B – Карагана кустарниковая: 1 – верхняя часть растения, 2 – плод; C – Общий вид, схемы цветка и плода (созревающего и созревшего) на продольном срезе укропа (Anhetum): 1 – чашечка, 2 – лепестки, 3 – тычинки, 4 – завязь, 5 – столбики, 6 – рыльце, 7 – надпестичный (нектарный) диск, 8 – карпофор, 9 – мерикарпии, 10 – цветоножка; D – Борщевик Сосновского: 1 – верхняя часть растения с соцветием (сложный зонтик), 2 – краевой цветок в зонтичке, 3 – внутренний цветок в зонтичке, 4 – плод (вислоплодник), 5 – раскрывшийся плод, 6 – диаграмма. 23 Рис. 33. Аналитические рисунки цветков и плодов представителей сем. Розоцветные. Обозначения: A – Спирея иволистная, B – Роза собачья, C – Яблоня домашняя: 1 – чашелистики, 2 – лепестки, 3 – тычинки, 4 – плодолистики, 5 – завязь, 6 – столбики, 7 – рыльце, 8 – гипантий, 9 – цветоножка (плодоножка), 10 – многолистовка, 11 – цинародий, 12 – яблоко. 24 Рис. 34. Сем. Rosaceae. Обозначения: А – Яблоня домашняя: 1 – цветущая ветвь, 2 – цветок, 3 – продольный срез плода, 4 – поперечный срез плода; B – Спирея иволистная: 1 – цветущий побег, 2 – цветок, 3 – цветок в разрезе, 4 – гинецей, 5 – один из пестиков, 6 – плодик (листовка), 7 – диаграмма; C – Роза собачья: 1 – цветущая ветвь, 2 – разрез цветка, 3 – плод (цинародий), 4 – диаграмма. 25 Занятие № 6. Тема: Подкласс ламииды (Lamiidae), Подкласс астериды (Asteridae) П/кл. Lamiidae 1. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид конкретных представителей. 2. Рассмотрите и зарисуйте внешний вид цветка Convolvulus (рис. 35 A). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. 3. Рассмотрите и зарисуйте cхему соцветия и внешний вид цветка Echium (рис. 35 B). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. 4. Рассмотрите и зарисуйте схему соцветия и внешний вид цветка Pulmonaria (рис. 35 C, D). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. 5. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Dracocephalum (рис. 36 А). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. Рассмотрите аналитический рисунок двугубого цветка (рис. 36 B). 6. Рассмотрите и зарисуйте цветок и плод Solanum (рис. 36 C). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. Рассмотрите аналитический рисунок цветка паслена (рис. 36 D). 7. Рассмотрите и зарисуйте внешний вид цветка Linaria (рис. 36 Е). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков, укажите тип гинецея и плода. Рис. 35. Сем. Convolvulaceae, Boraginaceae. Обозначения: A – Вьюнок полевой: 1 – часть побега, 2 – цветок в продольном разрезе, 3 – плод (коробочка), 4 – диаграмма; B – Синяк обыкновенный: 1 – часть соцветия (завитки, собранные в метельчатое соцветие), 2 – цветок, 3 – плод (орешек); C, D – Медуница лекарственная: 1 – общий вид, 2 – плод (орешек), 3, 4 – цветок (общий вид, продольный разрез), 5 – завязь со столбиком, 6 – диаграмма. 26 Рис. 36. Сем. Lamiaceae, Solanaceae, Scrophulariaceae. Обозначения: A – Змееголовник поникающий: 1 – общий вид, 2 – цветок, 3 – плод (дробный, распадающийся на орешки), 4 – диаграмма; B – Общий вид и аналитический рисунок двугубого цветка на примере Galeopsis: 1 – чашечка, 2 – венчик, 3 – тычинки, 4 – завязь, 5 – столбик, 6 – рыльце, 7 – цветоножка, 8 – плод (схизокарпий, называемый ценобием), 9 – односемянные части плода (эремы); C – Паслен клубневой: 1 – верхняя часть растения, 2 – цветок, 3 – продольный срез цветка, 4 – плод (ягода), 5 – диаграмма; D – Общий вид и продольный срез цветка паслена сладкогорького: 1 – чашечка, 2 – венчик, 3 – тычинки, 4 – завязь, 5 – столбик, 6 – рыльце, 7 – цветоножка; E – Льнянка обыкновенная: 1 – общий вид, 2 – цветок, 3 – продольный срез завязи, 4 – диаграмма. 27 П/кл. Asteridae 8. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид конкретных представителей. 9. Рассмотрите и зарисуйте внешний вид цветка Campanula (рис. 37 A). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. 10. Рассмотрите и зарисуйте схему соцветия и 2 типа цветков Helianthus (рис. 38 B), определите их тип (типы цветков астровых представлены на рис. 37 B, их варианты – на рис. 38 A). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. 11. Рассмотрите и зарисуйте схему соцветия и 2 типа цветков Leucanthemum (рис. 38 С). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. 12. Рассмотрите и зарисуйте схему соцветия и цветки Taraxacum (рис. 38 D). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. 13. Рассмотрите и зарисуйте схему соцветия и цветки Centaurea (рис. 39). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. Перечень необходимого оборудования: бинокуляры МБС-9, чашки Петри, препаровальные иглы, пинцет, фиксированный материал, гербарий, коллекционный материал, таблицы. Рис. 37. Сем. Campanulaceae, цветки астровых. Обозначения: A – Колокольчик раскидистый: 1 – цветущий побег, 2 – продольный разрез цветка (лепестки и часть тычинок удалены), 3 – зрелая коробочка, 4 – диаграмма; B – цветки астровых: а – трубчатый, б – ложноязычковый, в – воронковидный, г – язычковый, д – двугубый: 1 – щетинковидные сегменты чашечки (у двугубого – волосистый хохолок), 2 – венчик, 3 – пыльники (образующие трубку), 4 – завязь, 5 – столбик, 6 – рыльце, 7 – цветоножка. 28 Рис. 38. Сем. Asteraceae. Обозначения: A – Типы цветков у астровых: а – трубчатые, б – язычковые, в – воронковидные, г – ложноязычковые, 1 – диаграмма; B – Подсолнечник однолетний: а – корзинка в продольном разрезе: 1 – расширенная ось соцветия или общее цветоложе, 2 – листочки обертки, 3 – серединные трубчатые цветки, 4 – краевые ложноязычковые цветки, б – часть корзинки с 2 трубчатыми и одним язычковым цветками, в – плод (семянка); C – Нивяник обыкновенный: 1, 2 – общий вид, 3 – листочек обертки, 4 – столбик с рыльцами, 5 – ложноязычковый цветок, 6 – трубчатый цветок (общий вид и продольный разрез), 7 – плод; D – Одуванчик лекарственный: 1 – общий вид, 2 – корзинка в разрезе, 3 – цветоложе, 4 – цветок, 5 – плод. 29 Рис. 39. Василек синий (Centaurea cyanus). Обозначения: 1 – верхняя цветоносная часть, 2 – нижняя часть, 3 – лист, 4 – продольный разрез соцветия, 5 – косоворонковидный краевой цветок, 6 – трубчатый цветок, 7 – плоды. 30 Занятие № 7. Тема: Класс Liliopsida или Monocotyledoneae Подкласс арециды (Arecidae) Подкласс алисмиды (Alismidae) Подкласс лилииды (Liliidae) П/кл. Alismidae 1. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий и запомните внешний вид конкретных представителей. 2. Рассмотрите строение и зарисуйте соцветие, цветки и плоды Butomus (рис. 40 А). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 3. Рассмотрите строение и зарисуйте соцветие, цветки и плоды Sagittaria (рис. 40 B). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. Рис. 40. Сем. Butomaceae, Alismataceae. Обозначения: А – Сусак зонтичный: 1 – прикорневая часть, 2 – листовая пластинка, 3 – соцветие, 4 – плоды (листовки), 5 – вскрытая листовка, 6 – цветки, 7 – диаграмма; B – Стрелолист обыкновенный: 1 – нижняя часть растения и листья трех типов (погруженные лентовидные, плавающие и надводные стреловидные), 2 – соцветие, 3, 6 – пестичные цветки, 4, 5 – тычиночные цветки, 7 – соплодие, 8 – плодик (листовка), 9 – диаграммы. 31 П/кл. Arecidae 4. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий. 5. Рассмотрите строение, зарисуйте соцветие, цветки и плоды Acorus (рис. 41 А). Нарисуйте диаграммы и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 6. Рассмотрите строение, зарисуйте соцветие, цветки и плоды Calla (рис. 41 B). Нарисуйте диаграммы и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 7. Рассмотрите строение, зарисуйте соцветие, цветки и плоды Sparganium (рис. 42 A). Нарисуйте диаграммы и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 8. Рассмотрите строение, зарисуйте соцветие, цветки и плоды Typha (рис. 42 B). Нарисуйте диаграммы и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 9. Рассмотрите строение, зарисуйте соцветие, цветки и плод Cocos (рис. 42 С). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. Рис. 41. Сем. Acoraceae, Araceae. Обозначения: A – Аир обыкновенный: 1 – соцветие (початок) с покрывалом на верхушке побега, 2 – цветок, 3 – плодик (коробочка), 4 – завязь в разрезе, 5 – диаграмма; B – Белокрыльник болотный: 1 – внешний вид, 2 – цветок, 3 – плоды (ягоды). 32 Рис. 42. Сем. Sparganiaceae, Typhaceae, Arecaceae (Palmae). Обозначения: A – Ежеголовник незамеченный: 1 – соцветия (головки), 2 – пестичный цветок, 3 – тычиночный цветок, 4, 5 – диаграммы цветков, 6 – соплодие (состоит из костянок); B – Рогоз широколистный: 1 – соцветия (початки) и лист, 2 – тычиночный цветок, 3 – пестичный цветок, 4 – диаграмма пестичного цветка; С – Кокосовая пальма: 1 – внешний вид, 2 – соцветие, 3 – тычиночный цветок, 4 – пестичный цветок, 5 – плоды (костянки), 6 – продольный срез плода: а – внутриплодник, б – эндосперм, в – внутренняя полость, г – межплодник, д – зародыш. 33 П/кл. Liliidae 10. Запишите наименование порядков и семейств подкласса, рассмотрите гербарий. 11. Рассмотрите строение и зарисуйте соцветие, колосок и цветок Avena (рис. 43 А). Нарисуйте диаграмму и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 12. Зарисуйте схему 3-х цветкового колоска злака, сделайте обозначения (рис. 43 B). Рассмотрите аналитический рисунок цветка злака (рис. 43 C). 13. Рассмотрите строение и зарисуйте цветок и плод Cypripedium (рис. 44 A). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. 14. Рассмотрите строение и зарисуйте цветок и плод Lilium (рис. 44 B). Нарисуйте диаграммы и напишите формулу цветка. Укажите тип гинецея и плода. 15. Рассмотрите строение и зарисуйте соцветия, колосок и цветки Carex (рис. 44 С). Нарисуйте диаграммы и напишите формулы цветков. Укажите тип гинецея и плода. Перечень необходимого оборудования: бинокуляры МБС-9, чашки Петри, препаровальные иглы, пинцет, фиксированный материал, гербарий, коллекционный материал, таблицы. Рис. 43. Сем. Poaceae. Обозначения: A – Овес посевной: 1 – соцветие (метелка), 2 – колосок, 3 – диаграмма цветка; B – Схема строения 3-цветкового колоска злаков: 1 – ось соцветия, 2 – ножка колоска, 3 – ось колоска, 4 – нижняя колосковая чешуя, 5 – верхняя колосковая чешуя, 6 – нижняя цветковая чешуя, 7 – верхняя цветковая чешуя, 8 – боковая ветвь оси колоска, несущая цветок, 9 – лодикулы, 10 – тычинки, 11 – завязь с рыльцевыми ветвями; С – Схема строения типичного цветка злаков: 1 – ось цветка (цветоножка), 2 – лодикулы (цветковые пленки), 3 – тычиночные нити (филаменты), 4 – пыльники, 5 – завязь, 6 – рыльцевые ветви (опушенные доли сидячего рыльца). 34 Рис. 44. Сем. Orchidaceae, Liliaceae, Cyperaceae. Обозначения: А – Венерин башмачок: 1 – прикорневая часть растения с корневищем, 2 – вершина побега с цветком, 3 – колонка (а – лепестковидный стаминодий, б – обращенное вниз рыльце, в – пыльники тычинок по бокам колонки), 4 – плод (коробочка); B – Лилия саранка: 1 – основание стебля, 2 – соцветие, 3 – плод (коробочка), 4 – диаграмма; C – Осока вздутая: 1 – прикорневая часть, 2 – соцветия, 3 – тычиночный цветок, 4, 5 – пестичный цветок (5 – мешочек вскрыт, видна завязь и столбик), 6 – диаграммы. 35 Литература Основная Яковлев Г.П., Челомбитько В.А., Дорофеев В.И. Ботаника: учебник для ВУЗов / под ред. Р.В. Камелина. – СПб.: СпецЛит, 2008. – 687 с. Дополнительная Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника высших или наземных растений. – М., 2000. – 432 с. Жизнь растений: В 6-ти тт. – М., 1974–1986. – Т. 1–6. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника. Систематика растений. – М., 1975. – 608 с. Жуковский Л.М. Ботаника. – М., 1982. – 623 с. Хржановский В.Г. Курс общей ботаники. – М., 1982. – Ч. 1–2. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Практикум по курсу общей ботаники.– М., 1979. – 423 с. Вопросы для подготовки к лабораторным занятиям Лабораторная работа №1 1. Общая морфолого-анатомическая характеристика голосеменных и их происхождение. Особенности строения стробилов. 2. Нуцеллус как мегаспорангий. 3. Микроспорангии. Пыльцевые зерна и опыление. 4. Класс Семенные папоротники. Общая морфолого-анатомическая характеристика. Особенности строения микроспорангиев и семяпочек. 5. Класс Саговниковые. Строение вегетативных органов и репродуктивных структур. 6. Класс Беннеттитовые. Общая морфолого-анатомическая характеристика. Особенности строения стробилов. 7. Класс Гинкговые. Особенности строения. 8. Класс Хвойные. Общая характеристика хвойных как класса. 9. Подкласс Кордаиты. Морфолого-анатомическая характеристика. 10. Подкласс Хвойные. Общая характеристика. 11. Микроспорогенез и макроспорогенез хвойных. 12. Опыление. Развитие зародыша. Строение семени. 13. Сем. Тисовые, краткая характеристика. 14. Сем. Араукариевые, краткая характеристика. 15. Сем. Кипарисовые, краткая характеристика. 16. Сем. Болотнокипарисовые, краткая характеристика. 17. Главнейшие представители порядка сосновых и особенности их строения. 18. Класс Гнетовые. Характеристика входящих в него семейств. Лабораторная работа №2 1. Отдел Покрытосеменные или Цветковые растения. Объем отдела. Распространение покрытосеменных и их роль в биосфере. Цветок как характерный признак отдела. 2. Теории происхождения цветка. Стробилярная (эвантовая) теория Арбер и 36 Паркина, современные коррективы к ней. Псевдантовая теория Веттштейна и Карстена. Теломная теория происхождения частей цветка. 3. Современные взгляды на морфологическую природу цветка и его частей. 4. Расположение цветков на растении. Соцветия, их типы и биологическое строение. 5. Строение цветка. Части цветка, их расположение на цветоложе и морфологическое разнообразие. Симметрия цветка. Принципы построения диаграмм и составления формул цветка. 6. Околоцветник, его строение, развитие и биологическое значение. 7. Андроцей. Расположение тычинок в цветке, разнообразие их строения, гомология с микроспорофиллами. Развитие и строение пыльника. 8. Микроспорогенез, развитие микроспор и мужских заростков (пыльцевых зерен), их отличие от пыльцевых зерен голосеменных растений. Значение структурных особенностей пыльцевых зерен для систематики растений. 9. Гинецей. Плодолистики как гомологи мегаспорофиллов. Строение пестиков. Образование завязи, ее положение в цветке и биологическое значение. Стилодии и столбики. 10. Типы гинецея. Апокарпия, синкарпия, паракарпия, лизикарпия, связи между ними. Расположение и строение семяпочек покрытосеменных растений. Типы плацентации. 11. Мегаспорогенез, развитие и строение женского заростка (зародышевого мешка). Разные типы его развития. 12. Цветение и опыление. Агенты опыления. Опыление первичных покрытосеменных. Приспособления к разным способам опыления. Дихогамия и гетеростилия и их биологическое значение. 13. Двойное оплодотворение покрытосеменных растений, развитие зародыша и эндосперма. Развитие семени, типы семян. 14. Развитие плода. Морфологическое разнообразие плодов и принципы их классификации. Околоплодник, его строение и биологическое значение. Приспособления плодов и семян к распространению. 15. Происхождение покрытосеменных. Время их возникновения в геологической истории Земли. Условия, благоприятствовавшие их появлению и определившие расцвет и господство в современной флоре. Предки покрытосеменных растений. 16. Важнейшие направления морфологической эволюции покрытосеменных. 17. Класс Двудольные. Общая характеристика, происхождение и основные направления эволюции, отношение к однодольным. 18. Подкласс Магнолиды. Порядок Магнолиецветные. Общая характеристика. Направления эволюции. 19. Сем. Магнолиевые, краткая характеристика. 20. Сем. Дегенериевые, краткая характеристика. 21. Сем. Винтеровые, краткая характеристика. 22. Характеристика порядка Бадьяновых. 23. Характеристика порядка Лавровых. 24. Характеристика порядка Перечных. 25. Характеристика порядка Кирказоновых. 26. Характеристика порядка Раффлезиевых. 27. Характеристика порядка Нимфейных. 28. Характеристика порядка Лотосовых. 37 Лабораторная работа №3 1. Подкласс Гаммамелидиды. 7. Порядок Березовые. Общая характеристика. 8. Подкласс Ранункулиды. 2. Порядок Троходендровые. Общая характеристика. 3. Порядок Гаммамелидовые. 9. Сем. Барбарисовые. 4. Порядок Ореховые. 10. Сем. Лютиковые. 5. Порядок Казуариноцветные. 11. Сем. Маковые. 6. Порядок Букоцветные. 12. Сем. Пионовые. Лабораторная работа №4 1. Подкласс Кариофиллиды. Общая ха12. Сем. Зверобойные. рактеристика. 13. Порядок Фиалкоцветные. 2. Порядок Гречихоцветные. 14. Сем. Фиалковые. 3. Порядок Гвоздикоцветные. 15. Порядок Тыквенные. 4. Сем. Маревые. 16. Порядок Каперсоцветные. 5. Сем. Гвоздичные. 17. Сем. Крестоцветные. 6. Подкласс Дилленииды. Общая харак18. Порядок Ивоцветные. теристика. 19. Порядок Верескоцветные. 7. Порядок Крапивоцветные. 20. Сем. Вересковые. 8. Сем. Тутовые. 21. Сем. Грушанковые. 9. Сем. Вязовые. 22. Порядок Первоцветные. 10. Порядок Диллениецветные. 23. Порядок Мальвоцветные. 11. Порядок Чайные. 24. Порядок Молочаецветные. Лабораторная работа №5 1. Подкласс Розиды. Общая характе- Цезальпиниевые, Мотыльковые. 9. Порядок Рутоцветные. ристика. 10. Порядок Гераниецветные. 2. Порядок Камнеломковые. 11. Сем. Кисличные. 3. Сем. Толстянковые. 12. Сем. Гераниевые. 4. Сем. Камнеломковые. 13. Порядок Зонтикоцветные. 5. Порядок Розоцветные. 14. Сем. Аралиевые. 6. Сем. Розовые. Деление на подсемейс15. Сем. Зонтичные. тва. 7. Порядок Бобовые. 8. Сем. Бобовые. Подсем. Мимозовые, Лабораторная работа №6 1. Подкласс Ламииды. Общая харак11. Сем. Норичниковые. теристика. 12. Сем. Заразиховые, Пузырчатковые, 2. Порядок Маслиноцветные. Геснериевые. 3. Порядок Горечавкоцветные. 13. Порядок Ворсянкоцветные. 4. Сем. Горечавковые. 14. Сем. Ворсянковые. 5. Сем. Мареновые. 15. Сем. Жимолостные. 6. Порядок Вьюнковые. 16. Сем. Валериановые. 7. Порядок Губоцветные. 17. Подкласс Астериды. Общая харак8. Порядок Бурачникоцветные. теристика. 9. Порядок Пасленоцветные. 18. Порядок Колокольчиковые. 10. Порядок Норичникоцветные. 19. Порядок Астроцветные. 38 Лабораторная работа №7 1. Класс Однодольные. Общая характе12. Порядок Ситниковые. ристика. 13. Порядок Сытевые. 2. Подкласс Частухоцветные. Общая ха14. Порядок Бромелиецветные. рактеристика. 15. Порядок Злакоцветные. 3. Порядок Частухоцветные. 16. Порядок Орхидноцветные. 4. Порядок Сусаковых. 17. Подкласс Арециды. Общая характе5. Порядок Водокрасовых. ристика. 6. Порядок Рдестоцветных. 18. Порядок Пальмоцветные. 7. Подкласс Лилииды. Общая характе19. Порядок Ароидноцветные. ристика. 20. Сем. Ароидные и Рясковые. 8. Порядок Лилиецветные. 21. Порядок Рогозовые. 9. Сем. Лилейные, Ирисовые. 22. Сем. Ежеголовниковые и Рогозовые. 10. Порядок Амариллисовые. 11. Сем. Луковые, Амариллисовые, Агавовые. В ответах на вопросы, касающихся характеристики порядков и семейств растений, студенты должны придерживаться следующей схемы. 1. Расположение таксона в системе цветковых растений А.Л. Тахтаджяна. Происхождение и направления эволюции. 2. Число родов и видов. 3. Основные жизненные формы. 4. Морфологическая характеристика структурных частей растений (стебель, листья, корневая система, соцветия, цветок, плод). 5. Биологические и экологические особенности. 6. Основные представители. 7. Практическое значение. 39 40 Casuarinales Fagales Actinidiales Sarraceniales Laurales Piperales Droserales Nepenthales Theales Ericales Rutales Magnoliales Illiciales Annonales Ceratophyllales Nymphaeales les ea g an Dipsacadr les Hy Lamiales Hydrocharitales Butomales Liliopsida Triuridales Gentianales Convolvulales Solanales Oleales Zosterales Araliales Hydrocharitales Polemoniales Scrophulariales Boraginales Schechzeriales Najadales m es Lamiidae m co Eu ial Apiales Liliidae Typhales Arecales Pandanales Arecidae Arales Acorales Aridae Liliales Melanthiales le s ga a r pa s As ale llid y r a Am es l llia Tri Orchidales Iridales Juncales Cyperales Poales Commelinales Campanulales Asterales Menyanthales Potamogetonales Alismatales Juncaginales Saxifragales Rosales Santalales Rhizophorales Myrtales Rafflesiales Aristolochiales Dilleniales Violales Balsaminales Biebershteiniales Geraniales Linales Limnanthales Polygalales Elaeagnales Rhamnales Sapindales Vitales Parnassiales Celastrales Zygophyllales Tamaricales Fabales Salicales Cucurbitales Begoniales Urticales Thymelaeales Malvales PrimuBrassicales lales Euphorbiales Magnoliopsida Trochodendrales Buxales Hamamelidales Corylales Juglandales Nelumbonales Hamamelididae Papaverales Paeoniales Berberidales Ranunculales Ranunculidae Caryophyllales Plumbaginales Polygonales Commelenidae Asteridae C Rosidae le s Dilleniidae or na Cariophyllidae Система цветковых растений А.Л. Тахтаджяна Zingibera les Bromeliale s 4 1 р. 1 в. о. Фиджи (юго-запад Тихого океана) Д * Р6-12А∞G(∞) апокарпный Са3Со12А∞G1 Пор. Nelumbonales – лотосоцветные (1 сем.) Сем. Nelumbonaceae – 1 р. Юго-Вост. Азия, лотосовые 2 в. Австралия, Центр. Амер., Дальн. Восток Пор. Rafflesiales – раффлезиецветные (4 сем.) Сем. Rafflesiaceae – 8 р. леса Юго-Восточной раффлезиевые 55 в. Азии Пор. Nymphaeales – нимфейноцветные (3 сем.) Сем. Cabombaceae – 2 р. тропики и кабомбовые 8 в. субтропики Америки Сем. Nymphaeaceae – 6 р. космополиты кувшинковые 70 в. Сем. Ceratophyllaceae – 1 р. космополиты роголистниковые 6–10 в. водные * Са2Со∞А∞G∞ водные * Са4-5Со∞А∞G(∞) синкарпный водные ♂* Р9-10А8-18 ♀* Р12G1 и сухой сборный плод, орешек сочная многолистовка, коробочка орешек многолистовка * Са3Со3А3-6G6 Asarum europaeum коробочка ↑* Р(3)А6-12G(4-6) ценокарпный Nelumbo Cabomba Brasenia Nymphaea Nuphar Ceratophyllum Rafflesia Piper Peperomia ягодообразный, костянка Laurus Cinnamomum * Р0А 1-2G(2-5) костянковидный, реже сухой ягодообразный (сочная Schisandra многолистовка) ягодообразный водные Представители листовка, Magnolia многолистовка Liriodendron 3–4 семядоли, листовка Degeneria vitiensis (паразиты) * Са4-5А5G(4-10) Пор. Piperales – перечноцветные (2 сем.) Сем. Piperaceae – 8–10 р. тропики Южной КЛ перечные 3000 в. Америки и ЮгоВосточной Азии Пор. Aristolochiales – кирказоноцветные (1 сем.) Сем. Aristolochiaceae – 12 р. тропики, субтропики К Л кирказоновые 625 в. Пор. Illiciales – бадьяноцветные (2 сем.) Сем. Schisandraceae – 2 р. леса Восточной и Л P3–7А3–7G30–40 лимонниковые Юго-Восточной Азии 45 в. Пор. Laurales – лавроцветные (11 сем.) Сем. Lauraceae – 45 р. тропики, субтропики Д К ♂ ♂ ♀ * Р или ♀ 4-6 лавровые вечнозеленые 2500 в. Са4-6Со4-6А9-20G1 Сем. Degeneriaceae – дегенериевые Пор. Magnoliales – магнолиецветные (8 сем.) Сем. Magnoliaceae – 12 р. леса Восточной и ДК магнолиевые Юго-Восточной Азии 240 в. Таксон Приложение 1. Краткая характеристика подклассов семенных растений Подкласс Magnoliidae (18 пор. 43 сем. 10000 в.) Объем Распространение Жизненные Строение цветка, Плод таксона формы тип гинецея 4 Пор. Sarraceniales – саррацениецветные (1 сем.) Сем. Sarraceniaceae – 3 р. Америка (болотные) саррацениевые 17 в. Пор. Paeoniales – пионоцветные (1 сем.) Сем. Paeoniaceae – 1 р. субтропики и пионовые 40 в. умеренная зона Евразии и Северной Америки насекомоядные коробочка многолистовка *Са3-6Со3-6А12-15,∞G3-5 * Са5Со5-15А∞G2-5 Подкласс Ranunculidae (4 пор. 14 сем. 200 р. 4000 в.) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, Плод таксона формы тип гинецея Пор. Ranunculiales – лютикоцветные (5 сем.) * Са4-9Со4-9 А4-9 G1 сочная костянка (ягода) Сем. Berberidaceae – 14 р. умеренные и ДК> апокарпный барбарисовые 650 в. субтропические области Северного полушария Сем. Menispermасеае – 67 р. тропики ЛК * Са3+3Со3+3А3+3G3+3 многокостянка луносеменниковые 400 в. многоорешек Сем. Ranunculaceae – 66 р. умеренные и > Л ♂ листовки, орешки > ягоды ♀ , ♂ ♀ ↑ * Р5 лютиковые 2000 в. холодные широты и коробочки или Са2-6Со5А∞G∞ апокарпный Пор. Papaverales – макоцветные (1 сем.) *↑ сухая коробочка Сем. Papaveraceae – 45 р. Евразия и Северная Т К Д Са2-3Со4,6,8,12А∞G(2-20) маковые 700 в. Америка Paeonia anomala Sarracenia Chelidonium Papaver Ranunculus Delphinium Thalictrum Menispermum Berberis Mahonia Представители 4 1 р. 10 в. умеренные широты Евразии и Северной Америки Сем. Buxaceae – 5 р. тропики, субтропики самшитовые 60 в. Африки, Америки, Евразии, о-ва Мадагаскар и Сокотра Пор. Fagales – букоцветные (1 сем.) Сем. Fagaceae – буковые 8 р. умеренная 900 в. зона Северного полушария Пор. Betulales – берёзоцветные (1 сем.) Сем. Betulaceae – 6 р. умеренная берёзовые 200 в. зона Северного полушария Пор. Juglandales – орехоцветные (2 сем.) Сем. Juglandaсеае – 7 р. тропики, субтропики, ореховые 60 в. умеренная зона Евразии и Америки Пор. Casuarinales – казуариноцветные (1 сем.) Сем. Casuarinaсеаe – 1 р. Австралия, Индоказуариновые 40–50 в. Малазия Сем. Platanaceae – платановые Platanus orientalis Орех в плюске орех костянка ореховидный * ♂ Р0, 2-4 А2 ♀ Р0 G(1-2) * ♂ Р0А2-40 ♀ Р0 G(2) * ♂ Р 2А 1 ♀ Р2G(2) ДК Д ДК Casuarina Juglans Carya Betula Alnus Fagus Quercus коробочка (взрывающаяся) Buxus sempervirens многоорешки * ♂ Р(4-6)А8-12 ♀ Р6G(1) * ♂Р0А3-4 ♀Р0G5-9 апокарпный *♂ Р4-5А4-6 *♀ Р4-5G(3-4) ДК ДК Д Подкласс Hamamelididae (от 9 до 15 пор.) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, Плод Представители таксона формы тип гинецея Пор. Trochodendrales – троходендроцветные (2 сем.) * Р0А70G(5-11) синкарпная многолистовка Trochodendron Сем. Trochodendraceae – 1 р. Юго-Восточная Азия Д троходендровые 1 в. Пор. Hamamelidales – гамамелидоцветные (5 сем.) коробочка Hamamelis Сем. Hamamelidaceae – 28 р. Восточная и ЮгоД ♂ * ♂ ♀ или ♀ , Parrotia гамамелидовые 100 в. Восточная Азия Р2-6А∞G(2) 4 Подкласс Caryophyllidae (3 пор.) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, таксона формы тип гинецея Пор. Caryophyllales – гвоздикоцветные (6 сем.) * Са(2-8)Со(∞)А4-10G(2-5) Сем. Aizoaceae – 11 р. Южная и ЮгоК аизооновые 1200 в. Западная Африка, Австралия, Новая Зеландия Сем. Cactaceae – 105 р. тропики Америки Т *↑ Р∞ А∞ G(∞) кактусовые 2200 в. Сем. Caryophyllaceae – 80 р. Северное полушарие: Т пК Ca(5), 5Co5A5+5G(2)–(5) гвоздичные 2000 в. тундра, леса, луга, ценокарпный степи и пустыни Сем. Amaranthaceae – 65 р. тропики, субтропики >КЛ *Са5A5G(2-3-4) щирицевые 900 в. > космополиты Сем. Chenopodiaceae – 100 р. космополиты КД *Са5-3-4A5-3-4G(2),(3–5) маревые 1500 в. Пор. Polygonales – гречихоцветные (1 сем.) * Са3-6А3-9G(2-4 < 3) Сем. Polygonaceae – 30 р. северные широты ТКЛД гречишные 1000 в. умеренной зоны Пор. Plumbaginales – свинчаткоцветные (1 сем.) *Са(5)Cо(5)A5G(5) Сем. Plumbaginaceae – 20 р. умеренные, аридные Т К Л, лизикарпный плюмбаговые 600 в. и арктические зоны “перекатиЕвразии, Северной и поле” Южной Америки, в горах от Восточной Азии до Восточной Африки, реже тропические побережья Индийского и Тихого океанов Mesembryanthemum Litops Mammilaria Opuntia Stellaria Dianthus Amaranthus retroflexus Chenopodium Atriplex Polygonum Fagopyrum Limonium Goniolimon ягодообразные лизикарпная коробочка, орешек орех, коробочка, ягода орех, редко ягодовидный орешек орех, коробочка Представители ягоды, коробочка Плод 4 Подкласс Dilleniidae (12–16 пор.) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, таксона формы тип гинецея Пор. Dilleniales – диллениецветные (1 сем.) Сем. Dilleniaсeае – 18 р. тропические и ДЛТ *Са3-5Cо3-5A10G1-∞ диллениевые 500 в. субстропические леса апокарпный Пор. Theales – чайноцветные (12 сем.) Сем. Theaсeае – 24 р. тропики и субтропики Д К *Са5-7Cо5-4A∞G(2-5) вечнозеленые ценокарпный чайные 600 в. Старого и Нового Cвета Сем. Hypericaceae – 9 р. тропики, субтропики Д К Т > Л *Са5Cо5A∞G(3) зверобойные 400 в. > умеренная зона ценокарпный Сем. Actinidiaсеае – 3 р. Юго-Восточная Азия Л * ♂Са5Cо5A∞ актинидиевые 300 в. ♀ Са5Cо5G(∞) ценокарпный Пор. Malvales – мальвоцветные (11 сем.) *Са(5)Cо5A(∞)G(∞) Сем. Malvaceae – 80 р. космополиты < ТК>Д мальвовые 1500 в. Южная Америка Сем. Bombacaceae – 30 р. тропики (саванны) Д *Са(5)Cо5A(∞)G(∞) баобабовые 200 в. 67 р. тропики ДК Сем. Sterculiaceae – *Р5,0A5G(5) стеркулиевые 1000 в. ценокарпный 46 р. тропики и умеренная Д К > Т Сем. Tiliaceae – *Са5Cо5A∞G(2-5) липовые 450 в. зона Северного полушария Пор. Euphorbiales – молочаецветные (4 сем.) *Са5Cо5 или Р5 или Р0 Сем. Euphorbiaсеаe – 300 р. космополиты < ДКЛ ♂A5 ♀G(3) молочайные 7500 в. тропики ценокарпный Пор. Ericales – верескоцветные (6 сем.) Сем. Pyrolaсеае – 4 р. хвойные леса ↑Са(5)Cо(5)A5G(1) грушанковые 30 в. Евразии, Северной вечнозеленые Америки Сем. Ericaceae – 140 р. космополиты К Ку > Д *↑Са5Cо(5)A10G(4-5) вересковые 3500 в. ценокарпный Представители Hypericum perforatum Actinidia Malva pusilla Hibiscus Adansonia Theobroma cacao коробочка, ягода ягода > коробочка сухая коробочка, схизокарпий («калачик») коробочки плоды разные (сухие, мясистые) сочные, сухие Euphorbia Ricinus Pyrola Ortilia Erica Vaccinium коробочка, ягода коробочки коробочка, костянка > ягода Tilia Thea Camellia коробочка, ягода многолистовка, листовка, Dillenia многоорешек, ягодообразный Плод 4 45 р. 850 в. Сем. Urticaceae – крапивные космополиты тропики > субтропики космополиты коробочка стручок, стручочек > орешек ♂ *Р0A2-30 и ♀ Р0G(2) *↑ Са4Со4A2+4G(2) синкарпный семянка, орешек *♂Р4-5A4-5 *♀ Р4-5G(2) ТК>Д орешек ♂ *Р4-5A4-6 ♀ Р(4-5)G(2) Т орешки или костянки *♂Р4-5A∞ *♀ Р4-5G1 ДКЛ Пор. Salicales – ивоцветные (1 сем.) КД Сем. Salicaceae – 3 р. умеренные и холодные области ивовые 400 в. Северного полушария Пор. Capparales (Brassicales) – каперсоцветные (4 сем.) Сем. Brassicaceae – 330 р. космополиты Т > ПК, К крестоцветные 3500 в. 53 р. 1500 в. 2 р. 4 в. Сем. Moraceae – тутовые Сем. Cannabaceae – коноплевые Подкласс Dilleniidae (продолжение) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, Плод таксона формы тип гинецея Пор. Primulales – первоцветные (4 сем.) Сем. Primulaсеае – 30 р. горные и умеренные *Са(5)Cо(5)A5G(5) коробочка первоцветные 1000 в. области Северного ценокарпный полушария Пор. Ebenales – эбеноцветные (4 сем.) Сем. Ebenaceae – 2 р. тропики Старого ДК *Са3-7Со3-7А3-7, 6-14G(2–8) ягода эбеновые 500 в. Света Пор. Violales – фиалкоцветные (15 сем.) Сем. Violaceae – 29 р. космополиты КДЛТ *>↑Са5Cо5A5G(3) коробочка, ягода фиалковые 900 в. паракарпный Сем. Begoniaceae – 5 р. тропики, субтропики >К ↑Р2-4A∞ крылатая коробочка > бегониевые 1000 в. ↑Р2-4G(3) ягода Пор. Cucurbitales – тыквенноцветные (1 сем.) ягода («тыквина») Сем. Cucurbitaсeае – 90 р. тропики, субтропики ОТ *♂Са(5)Cо(5)A(2)+(2)+1 тыквенные 700 в. > умеренные широты *♀Са(5)Cо(5)G(3) паракарпный Пор. Urticales – крапивоцветные (5 сем.) Сем. Ulmaceae – 18 р. космополиты Д орешек, крылатая ♂ ♀ и ♂ или ♀ вязовые 200 в. семянка *Р4-5A4-5G(2) Brassica Capsella Populus Salix Urtica dioica Morus alba Ficus Cannabis ruderalis Ulmus laevis Cucurbita Melo Begonia rex Viola Diospyros Cyclamen Primula Представители 4 К Подсем. Mаloideae – 23 р. голарктика яблоневые 600 в. космополиты Подсем. Prunioideae – 5–11 р. сливовые 400 в. Пор. Fabales – бобовоцветные (1 сем.) Сем. Fabaceae – 730 р. космополиты бобовые 20000 в. Подсем. Mimosaceae – 40 р. тропики, субтропики, мимозовые 2000 в. много в Австралии Подсем. Caesalpiniaceae – 150 р. тропики цезальпиниевые 2200 в. Подсем. Fabaceae – 400 р. космополиты бобовые 9000 в. Пор. Rutales – рутоцветные (20 сем.) Сем. Rutaceae – руто- 150 р. субтропики вые (терпентинные) 1600 в. Сем. Aceraceae – 2 р. умеренная зона кленовые 120 в. Северного полушария ↑*Са(5)Cо(2)+1+2,5A5+5G1 *Са(5)Cо5A∞G1 ↑Са(5)Cо5A10G1 ↑Са(5)Cо(2)+1+2A(9)+1G1 *Са5Cо5A∞G(4-5) ценокарпный *Са5Cо5A8G(2) ДКТ ДКЛ ДКТ ТКД ДКЛТ ДК ДК *Са(5)Cо5A∞G(5) ценокарпный *Са(5)Cо5A∞G1 *Са(5-4)Cо5-4A∞G∞-1 апокарпный, ценокарпный *Са(5)Cо5A∞G5-10 апокарпный *Са(5)Cо5A∞G3-∞ апокарпный *>↑Са5Cо5A5-10G(2-5) апокарпный, ценокарпный *Са3-5-6Cо3-5-6A5-10G3-5 апокарпный ДК Пор. Rosales – розоцветные (3 сем.) Сем. Rosaceae – 100 р. космополиты < субтро- Д К > ОТ Л розовые 3000 в. пики и умеренная зона Северного полушария Подсем. Spiraeoideae – 20 р. Северное полушарие К спирейные 180 в. Подсем. Rosoideae – 50 р. космополиты К пК > Д розовые 1700 в. Объем Распространение таксона Пор. Saxifragales – камнеломкоцветные (9 сем.) Сем. Crassulaceae – 35 р. космополиты < пустыни Южной толстянковые 1500 в. Африки Сем. Saxifragaceae – 30 р. холодные, умеренные области, высокогорья < камнеломковые 600 в. в Северном полушарии Таксон Подкласс Rosidae (19 пор.) Жизненные Строение цветка, формы тип гинецея Saxifraga Bergenia crassifolia Crassula Sedum Представители костянка, коробочка, гесперидий крылатый орешек боб боб боб боб Ruta Citrus Acer negundo Mimosa Acacia Caesalpinia Cassia Astragalus Vicia см. ниже орешки, костянки, ло- см. ниже жные плоды – яблоко, земляника, шиповник многолистовка Spiraea Aruncus многоорешек, много- Rosa костянка, земляничи- Agrimonia на, цинародий яблоко Malus Pyrus костянка Prunus Cerasus коробочка, ягода многолистовка Плод 4 Сем. Vitaeae – 12 р. тропики, субтропики виноградные 700 в. Пор. Apiales – зонтикоцветные (2 сем.) Сем. Araliaсеае – 80 р. тропики, субтропики, аралиевые 850 в. умеренная зона Сем. Apiaceae – 300 р. космополиты < зонтичные 3500 в. умеренные области Пор. Myrtales – миртоцветные (16 сем.) Сем. Myrtaceae – 145 р. тропики, субтропики миртовые 4000 в. Сем. Onagraceae – 17 р. космополиты ослинниковые 680 в. Пор. Rhamnales – крушиноцветные (1 сем.) Сем. Rhamnaсeае – 60 р. космополиты крушиновые 900 в. *Са5Cо5A5G(2) Т > пК ДК *Са4-5Cо4-5A∞G(2-3) вечнозеленые ТКД *Са4-2Cо4-2A8G(4) *Са(5)Cо5A5G(2-5) ДК>ТЛ Aralia Panax Heracleum Daucus Cissus Vitis ягода, орех, костянка, Myrtus коробочка, семянка Eucalyptus коробочка Oenothera Epilobium вислоплодник костянка ягода Euonymus крылатые коробочки > костянки, ягоды ♂ *Р4-5A4-5 ♀ Р4-5G(2) Geranium Erodium cicutarium коробочка, орешек Л Linum коробочка Rhamnus Frangula Oxalis коробочка костянки Aesculus Представители коробочка Плод ♂ >♀и♂ ♀ *Са(4-5)Cо4-5A4-5G(2-4) КЛД Подкласс Rosidae (продолжение) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, тип таксона формы гинецея Пор. Sapindales – сапиндовые (6 сем.) ↑Са(5)Cо4-5A5-8G(3) Сем. Hippocastanaceae – 2 р. субтропики СеверДК конскокаштановые 15 в. ного полушария Пор. Geraniales – гераниецветные (10 сем.) *Са5Cо5A5+5G(5) Сем. Oxalidaceae – 6 р. космополиты < >КД кисличные 600 в. Центральная Америка, Южная Африка Сем. Linaceae – 6 р. космополиты Т *Са5Cо5A5G(5) льновые 250 в. ценокарпный Сем. Geraniaceae – 5 р. субтропики, *Са5Cо5A5-10-15G(3-5) гераниевые 780 в. умеренные широты Пор. Cеlastrales – бересклетоцветные (6 сем.) Сем. Celastraceae – 58 р. космополиты < ДКЛ ♂ ♂ и ♀ или ♀ бересклетовые 900 в. тропики, субтропики *Са4-5Cо4-5A4-5G(2-5) 4 Объем Распространение таксона Пор. Gentianales – горечавкоцветные (13 сем.) Сем. Rubiaceae – 500 р. космополиты мареновые 7000 в. Сем. Asclepiadaceae – 250 р. тропики > другие ластовневые 3000 в. зоны Сем. Gentianaceae – 80 р. космополиты < горечавковые 1100 в. Северное полушарие Пор. Oleales – маслиноцветные (1 сем.) Сем. Oleaceae – 30 р. субтропики, маслинные 600 в. умеренная зона Пор. Dipsacales – ворсянкоцветные (6–7 сем.) Сем. Caprifoliaceae – 15 р. умеренная зона < жимолостные 550 в. Северное полушарие Сем. Valerianaceae – 13 р. Южная Америка, Севервалериановые 400 в. ная Америка, Евразия 10 р. Евразия, Африка Сем. Dipsacaceae – ворсянковые 300 в. Пор. Polemoniales – синюхоцветные (5 сем.) Сем. Convolvulaceae – 50 р. тропики вьюнковые 1500 в. 1 р. космополиты Сем. Cuscutaceae – повиликовые 150 в. Сем. Polemoniaceae – 18 р. Евразия, Америка синюховые 330 в. 100 р. космополиты Сем. Boraginaceae – бурачниковые 2500 в. Пор. Lamiales – губоцветные (3 сем.) Сем. Lamiaceae– 200 р. космополиты губоцветные 3500 в. Пор. Scrophulariales – норичникоцветные (17 сем.) Сем. Solanaceae – 90 р. Америка, Евразия паслёновые 2500 в. Таксон коробочка, орешек (ценобий) ценобий ягода, коробочка *>↑Са(4-5)Cо(4-5)A5G(2) ценокарпный ↑Са(5)Со(2+3)А4G(2–4) ценокарпный *↑Са(5)Со(5)А4G(2-4-5) ДКТ ТКД ТК>Д коробочка коробочка *Са(5)Со(5)А5G(2- 4) *Са(4-5)Со(4-5)А4-5G(2, 3) орешки и коробочки ТКЛ Л ТКДЛ *Са(5)Со(5)А5G(2, 3-5) семянка ↑Р4-5А4G(2) Т ягода > коробочка, костянка семянка Са(5)Cо(5)A3-4-5-∞G(2-5) ↑>*, ценокарпный *Р(5)А4,3G(3) КДТ костянки, ягоды, коробочки *Са(4)Со(4)А2G(2) ДК ягоды, костянки, коробочки вскрывающаяся двулистовка коробочка *Са(5)Cо(5)A(5)G(2) *Са(5)Cо(5)A(5)G(2) *>↑Са(4)Cо(4)A4G(2) Плод ТКЛ ЛКД ТКД Подкласс Lamiidae (7 пор.) Жизненные Строение цветка, тип формы гинецея Solanum Datura Origanum Dracocephalum Polemonium Phlox Echium Pulmonaria Ipomoea Convulvulus Cuscuta Valeriana Patrinia Dipsacus Knautia Lonicera tatarica Olea Syringa Galium Rubia Stapelia Asclepias Gentiana Swertia Представители Подсем. Tubuliflorae – трубкоцветные Подсем. Liguliflorae – язычковоцветные Пор. Campanulales – колокольчикоцветные (7 сем.) Сем. Campanulaceae – 50 р. космополиты колокольчиковые 1000 в. Пор. Asterales – сложноцветные (1 сем.) Сем. Asteraceae – 1000– космополиты сложноцветные 1300 р. 20000– 25000 в. Т> Д К Са(паппус)Со(3–5)А(5)G(1-2) ♂ ↑* ♂♀ и ♀ *Са(5)Со(5)А5G(3>2,5) Подкласс Asteridae (3 пор.) семянка коробочка > ягода Подкласс Lamiidae (продолжение) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, тип Плод таксона формы гинецея ↑Са(5)Со(2)+(3),(5)А2,4,5G(2) коробочка Сем. Scrophulariaceae – 300 р. космополиты < ценокарпный норичниковые 5000 в. умеренная зона Helianthus, Arthemisia, Centaurea, Cirsium Lactuca, Sonchus, Taraxacum Campanula Adenophora Linaria Veronica Представители 5 Класс Liliopsida (4-6 подкл. 37 пор. 122 сем. 3100 р. 63000 в.) Подкласс Alismatidae (11 пор. 18 сем. 56 р. 500 в.) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, тип Плод таксона формы гинецея Пор. Alismatales – частухоцветные (2 сем.) *Са3Со3А9G6 многолистовка Сем. Butomaceae – 1 р. умеренная зона водные апокарпный cусаковые 1 в. Сем. Alismataceae – 13 р. умеренные и водные *Р3+3А3-6G3-6 семянка частуховые 70-100 в. холодные зоны апокарпный Пор. Hydrocharitales – водокрасоцветные (3 сем.) ♀*Р3+3G(3-6) ♂*Р3+3А3-6 ягодообразный Сем. Hydrocharitaceae – 13 р. тропики, субтропики, водные паракарпный водокрасовые 100 в. умеренная зона Пор. Potamogetonales – рдестоцветные (2 сем.) *Р4А4G4 орешки, костянки Сем. Potamogetona1 р. космополиты водные ceae – рдестовые 125 в. Подкласс Liliidae (21 пор. 96 сем. 2700 р. 56000 в.) Пор. Liliales – лилиецветные (9 сем.) *Р3+3А3+3G(3) коробочка Сем. Liliaceae – 10 р. умеренные области лилейных 470 в. Евразии 10 р. тропики Америки “Д” Сем. Agavaceae – *Р(3+3)А3+3G(3) коробочка, ягода агавовые 400 в. тропики, субтропики *Р3+3А3+3G(3) Сем. Amaryllidaceae – 65 р. коробочки > ягоды амариллисовые 900 в. Сем. Iridaceae – 80 р. степи, полупустыни *↑Р3+3А3G(3) коробочка касатиковые 1500– Евразии, Южная (ирисовые) 1800 в. Африка, Америка, Австралия Пор. Juncales – ситникоцветные (2 сем.) коробочка Сем. Juncaceae – 8 р. умеренные и *Р3-6А6G(3) синкарпный, ситниковые 400 в. холодные области в паракарпный Северном полушарии, 8 родов – в Южном полушарии Juncus Lusula Lilium Tulipa Jucca Agave Narcissis Eucharis Iris Gladiolus Potamogeton crispus Hydrocharis Stratiotes Sagittaria Alisma Butomus umbellatus Представители 5 Сем. Lemnaceae – 3–6 р. космополиты рясковые 25–30 в. Пор. Pandanales – панданоцветные (2 сем.) Сем. Sparganiaceae – 1 р. умеренная зона ежеголовниковые 20–90 в. Северного полушария Сем. Typhaceae – 1 р. космополиты рогозовые 15 в. Пор. Arales – аронникоцветные (2 сем.) Сем. Araceae – 100 р. тропики субтропики ароидные 1800– > умеренная зона 2500 в. ♂ Р3-6А3 и ♀Р3-6G(2) ♂ Р0А3 и ♀Р0G(1) водные водные летучки костянки коробочка Phoeniх Cocos орехи, костянки, ягоды ♂ Р0 А1-2 и ♀ Р0G(2-3) Triticum Poa Stipa зерновка водные Cypripedium Phalenopsis Рlatanthera bifolia коробочка Typha latifolia Sparganium emersum Lemna Spirodella Calla Acorus Anthurium Musa Enseta ягода ягода Carex Scirpus Представители орешки Плод *♀ и ♂ или ♀ ♂ , Р0 или 4-6А4-6G(2-3) Л Подкласс Liliidae (продолжение) Таксон Объем Распространение Жизненные Строение цветка, тип таксона формы гинецея Пор. Cyperales – осокоцветные (1 сем.) Сем. Сyperaceae – 120 р. космополиты ♂ ♀♂ или ♀ 3800– осоковые *Р0-3-6А3G(3-2) 5600 в. Пор. Zingiberales (Musales) – имбирные (бананоцветные) (8 сем.) Сем. Musaceae – 2 р. палеотропики ♀♂ ↑Р(5)+1А5,6 ↑Р(5)+1G(3) синкарпный банановые 50 в. Пор. Orchidales – орхидноцветные (мелкосеменные) (1 сем.) 750 р. космополиты < ↑Р3+2+1А3-2-1G(3) Сем. Orchidaсeае – 20 000– синкарпный орхидные тропики 25000 в. Пор. Poales – злакоцветные (1 сем.) ↑Р1-(2)А3 или 2-6-12G(3-1) Сем. Poaceae – 700–900р. космополиты мятликовые 10000– 11000 в. Подкласс Arecidae (5 пор.) Пор. Arecales – арекоцветные, или пальмоцветные (1 сем.) *♂Р3+3А3+3G0 Сем. Arecaceae (Pal210 р. тропики, субтропики “Д”>>Л *♀Р3+3А0G(3-1) mae) – пальмы 3400 в. Приложение 2. Краткая история ботаники в датах 300 лет до Рождества Христова – написана «Естественная история растений» учеником Аристотеля Теофрастом. Карл Линней называл Теофраста «отцом ботаники». 1 век после Рождества Христова – трактат древнегреческого врача Диоскорида «О лекарственных средствах». Впервые описано около 600 видов растений. ХII век – трактат «О растениях» 7 книг из энциклопедии крупнейшего средневекового немецкого ученого Альберта Великого, провозвестника эпохи возрождения ботаники. ХIV–XV вв. – создание первых ботанических садов в Италии: Салерно (1309), Венеция (1333). Во Франции – Монпелье (1593), Страсбург – (1619); в Англии – Оксфорд (1621). Первая кафедра ботаники в Падуе (1533). Начало ХVI в. – изобретение способа сохранения растений путем их сушки между листами бумаги итальянским ученым Лучо (Лукой) Гини. 1583 г. – 16 книг «О растениях» итальянца А. Цезальпино. Первая искусственная система растений. Конец ХVI – начало ХVII вв. – создание первых специализированных хранилищ гербаризированных растений – Гербариев. ХVII–ХIХ вв. – активное изучение флор экзотических стран. XVIII век. И.Г. Гмелин, П.-С. Паллас – Сибирь. XIX век – К. Ледебур, К. Мейер, А. Бунге – Алтай. 1714 г. – создание Аптекарского огорода, позднее Ботанического сада и Ботанического института РАН в Санкт-Петербурге. 1735 г. – «Система природы» К. Линнея – венец искусственных систем в систематике растений. 1740–1788 гг. – «Естественная история» французского естествоиспытателя Ж. Бюффона. Научные доказательства изменчивости видов. 1753 г. – «Виды растений» К. Линнея. Введение бинарной номенклатуры у растений. День выхода 1 мая 1753 г. стал исходной датой при определении приоритета в описании новых видов растений. 1789 г. – «Роды растений» французского ботаника А. Жусье, положившая начало естественным системам, впервые описано 100 естественных семейств. Большинство из этих семейств сохранились и до нашего времени. 1790 г. – «Опыт объяснения метаморфоза растений» И. Гёте, великого немецкого поэта и естествоиспытателя. Научное обоснование идеи единства и видоизменения органов растений. Заложены основы сравнительной морфологии. Термин «морфология» предложен Гете. Начало ХIХ в. – работы немецкого естествоиспытателя А. Гумбольта, заложившего основы географии растений. 1813 г. – «Элементарная теория ботаники» швейцарского ботаника О. Декандоля. Труд продолжен сыном Альфонсом и внуком Казимиром Декандолями. Всего описано около 75000 видов растений. 1829–1833 гг. – выход в свет предтечи «Флоры России» – 4-х-томной «Флоры Алтая», авторами которой являлись крупнейшие ботаники: К.Ф. Ледебур, К.А. Мейер, А.А. Бунге. 1872 г. – «Растительность земного шара» немецкого географа растений Г. Гризебаха. Заложены основы геоботаники (фитоценологии). 1887 г. – начало издания многотомного труда «Die natürlichen Pflanzen-familien» немецких ботаников А. Энглера и К. Прантля. Это крупнейшее издание в области систематики растений 5 всех времен. Система Энглера использовалась ботаниками до 80-х годов ХХ века. 1893 г. – сформулирована эвантовая гипотеза происхождения цветка американским ботаником Ч. Бесси. В 1896 году эти же воззрения независимо были высказаны немецким ботаником Г. Галлиром. 1893 г. – русский ботаник С.И. Коржинский обосновывает морфолого-географический метод в систематике растений, детально разработанный в 1898 году австрийским ботаником Р. Веттштейном. 1894 г. – в России создается при Ученом комитете Министерства земледелия и государственных имуществ Бюро прикладной ботаники. С 1924 года на его базе организован Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур. Ныне Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова. 1895 г. – «Экологическая география растений» датского ботаника И. Варминга. Заложены основы современной экологии растений. 1898 г. – открытие двойного оплодотворения у покрытосемянных растений русским ботаником С.Г. Навашиным. 1907 г. и позднее – разработка псевдантовой гипотезы происхождения цветка австрийским ботаником Р. Веттштейном и его последователями. 1907 г. – разработка эвантовой (в широком смысле стробилярной) теории Н. Арбером и Д. Паркиным. 1912 г. – разработка русским ботаником В.Л. Комаровым представлений о виде-расе, позднее использованных при работе над «Флорой СССР». 1920 г. – Н.И. Вавилов формулирует закон гомологических рядов. 1926 г. – «Биосфера» В.И. Вернадского. 1928 г. – публикация основной работы швейцарского геоботаника А. Браун-Бланке, где им сформулирован флористический подход к изучению растительности. 1929 г. – датский ботаник К. Раункиер создает одну из самых популярных экологических классификаций жизненных форм растений. 1930 г. – теломная теория происхождения органов сосудистых растений немецкого систематика и эволюциониста В. Циммермана. 1934–1964 гг. – выходит издание «Флоры СССР» в 30-и томах, содержащая 18000 видов растений, произрастающих на территории СССР. 1935 г. – разработка английским геоботаником А. Тенсли понятия экосистемы. 1939 г. – разработка теории климакса растительных сообществ американским ботаником Ф. Клементсом. 1956 г. – создание «Геоботанической карты СССР» в масштабе 1:4 000 000 коллективом российских геоботаников под руководством Е.М. Лавренко и В.Б. Сочавы. 1959 г. – вышел в свет первый том «Полевой геоботаники». Это крупнейшее руководство (5 томов) в практической работе при изучении растительности. 1960–1990 гг. – разработка трех альтернативных систем цветковых растений А.Л. Тахтаджаном, А. Кронквистом и Р. Торном. 5 1967 г. – создана первая в России лаборатория культуры тканей лекарственных растений. 1972 г. – создание в СССР (с. Гулькевичи Краснодарского края) единой растениеводческой коллекции семян – первого и крупнейшего в мире Национального банка генетических ресурсов культурных растений и их родичей. 1977 г. – разработка теории секвенирования ДНК В. Гильбертом и Ф. Сэнджером. Нобелевская премия за 1980 год. 1978 г. – опубликована книга российского ботаника А.Л. Тахтаджана «Флористические области Земли». 2008 г. – норвежскими учеными создан Международный арктический генбанк («Ноев ковчег-2») по сохранению генетических ресурсов растений на острове Свальбард архипелага Шпицберген. Приложение 3. Материалы к разделу о происхождении и эволюции цветковых растений Вопрос о времени и конкретных предках покрытосеменных растений остается до настоящего времени нерешенным. Ископаемые остатки покрытосеменных в большом разнообразии появляются на границе нижнее- и верхнемеловых отложений. Однако они встречаются и в отложениях нижнего мела, правда в несколько меньшем разнообразии. Следовательно, возникновение этой группы можно отнести к еще более древним временам. Не менее сложен вопрос о конкретных предках покрытосеменных. Теория происхождения покрытосеменных от гнетовых предполагает, что наиболее примитивные покрытосеменные имели однополые цветки, без околоцветника или с невзрачным околоцветником, вроде современных березовых и близких к ним семейств. Эта теория связана со своеобразным воззрением на цветок как на орган, возникший из компактного собрания («соцветия») нескольких стробилов («цветков») голосеменных (псевданциевая теория цветка) (рис. 1). Но сравнительно-морфологические данные все более убеждают в том, что цветок покрытосеменных есть простой, неразветвленный побег (эванциевая теория цветка) (рис. 2). Цветки, имеющие удлиненное цветоложе, неопределенное число свободных, располагающихся по спирали боковых органов, т. е. морфологически сходные с побегом, наиболее близки стробилам макрофилльных голосеменных. Из этой стробилярной модели цветка удается вывести большинство известных вариантов цветков покрытосеменных, обычно не однополых, и не ветроопыляемых, как требует теория происхождения покрытосеменных от гнетовых, а достаточно крупных, с ярким околоцветником, энтомофильных. Признание цветка покрытосеменных за орган, гомологичный стробилу макрофилльных голосеменных, приводит к заключению, что из ныне живущих представителей этой группы близка к предкам покрытосеменных группа семейств, сходных с магнолиевыми. Именно в ней с наибольшей полнотой реализуются примитивные признаки цветка – стробила. В пользу древности всего родства магнолиевых говорит и тот факт, что у ряда относящихся сюда растений древесина не содержит сосудов, а имеет только трахеиды, что можно рассматривать как признак близости с голосеменными. По Л.М. Кречетовичу, основными неотъемлемыми частями цветка являются микроспорангии (пыльцевые гнезда) и микроспоры (пыльца), макроспорангии (нуцеллус) и макроспоры (зародышевый мешок). Остальные части цветка, так называемый плодолистик, состоящий из завязи, столбика и рыльца, и околоцветник, являются производными, не входящими в число обязательных элементов цветка. При дифференцировке телома у псилофитов воникли теломы-спорангии и теломы-филлоиды (прототип листа). Далее происходило образование синтеломов-спорангиев и синтеломов-филлоидов (в результате ветвления) и, наконец, объединение синтеломов-спорангиев в собрания типа шишки или колоса (спорангиофоры) (теломная теория цветка В. Циммермана). «Новая морфология» отрицает листовое происхождение всех частей цветка, кроме чашелистиков. В пользу осевой природы тычинок приводятся такие доказательства, как тип проводящей системы 5 Гипотеза псевданция Р. Веттштейна Рис. 1. Строение генеративных органов эфедры. Обозначения: А – мужской “цветок” с покровами; B – мужское “соцветие” (колосок); С – продольный разрез женского “цветка” с выдающимся интегументом: 1 – верховые листья, 2 – покроволистики, 3 – пыльцевая камера, 4 – вырост покрова зачатка, 5 – наружный покров (интегумент), 6 – нуцеллус; D – одноцветковое женское “соцветие”. 5 Гипотеза эванция Н. Арбера и Д. Паркина Рис. 2. Беннетитовые (1, 2) и генеративные органы предков цветковых растений (3, 4). Обозначения: 1 – разрез через полураскрывшийся стробил Cycadeoidea dacotensis; 2 – женская часть стробила Bennettites gibsonianus; 3 – проантостробил; 4 – антостробил. 5 (протостела), отсутствие типичного эпидермиса с устьицами и ассимиляционной паренхимы, отсутствие у основания тычинок рудиментов пазушных почек. Наличие 4-х микроспорангиев, объединенных в пыльник, разделенный связником на правую и левую половины, объясняется как результат двух повторных дихогамий телома, представленного тычиночной нитью. Многочисленные факты доказывают единое происхождение тычинок и лепестков. В отличие от лепестков чашелистики имеют типичный эпидермис с устьицами, хлорофиллоносную паренхиму, моноподиально ветвящиеся сосудистые пучки и другие признаки листовой природы. Плодолистик имеет также осевую природу и представляет собой результат стерилизации макроспорангиофора. На основе решения вопросов о морфологической природе частей цветка с позиций «новой морфологии» Л.М. Кречетович строит гипотетическую схему обоеполого цветка (рис. 3). Верхушку оси занимают плодущие макроспорангиофоры (семезачатки), за ними следуют стерильные макроспорангиофоры (плодолистики), далее располагаются плодущие микроспорангиофоры (тычинки), за ними стерильные микроспорангиофоры (лепестки) и, наконец, чашелистики (видоизмененные верхушечные листья). Теломная гипотеза Рис. 3. Схема структуры цветка (по Л.М. Кречетовичу). Обозначения: 1 – макроспорангиофор плодущий (семязачаток); 2 – макроспорангиофор стерильный; 3 – плодущий микроспорангиофор (тычинка); 4 – стерильный микроспорангиофор (лепесток); 5 – метаморфизированный зеленый лист (чашелистик). 5