Системы покрытосемянных растений. Больше о признаках классов цветковых Хохлатки и зонтичные имеют одну семядолю, но принадлежат к классу двудольных. В семенах орхидей (однодольные) семядолей нет. Подорожник, бархатцы, земляника (двудольные) имеют мочковатую корневую систему. Наиболее четко представители класса отличаются по проводящим пучкам стеблей. Любой вид принадлежит последовательно подчиненным таксонам. Отдел покрытосеменных разделяют на классы однодольные и двудольные. Признаки двудольных растений Признаки двудольных растений 2 семядоли Сетчатое жилкование листьев Стержневая корневая система Количество частей цветка кратно 4 или 5 Проводящие пучки расположены по кругу (см. Рис. 1) Рис. 1. Проводящие пучки двудольных Сюда относится множество деревьев, трав, культурных растений. Признаки однодольных растений Признаки однодольных растений 1 семядоля Параллельное или дуговое жилкование листьев Мутовчатая корневая система Количество частей цветка кратно 3 Беспорядочное расположение проводящих пучков (см. Рис. 2) Рис. 2. Проводящие пучки двудольных растений Сюда относятся злаки, орхидные, лилейные, пальмы. Стебли растений В стеблях двудольных проводящие пучки расположены по кругу, имеют камбий, кора и сердцевина хорошо дифференцированы (см. Рис. 3). Рис. 3. Срез стебля двудольного растения У однодольных растений проводящие пучки разбросаны по всей толщине стебля и лишены камбия. Нет ясно дифференцированной коры и сердцевины. Рис. 4. Срез стебля однодольного растения Строение цветка Количество частей цветка кратно 3 (цветок трехчленный) (см. Рис. 5). 3 чашелистика, 3 лепестка, 6 тычинок. Рис. 5. Цветок однодольных Цветок двудольных 4- или 5-членный. Рис. 6. Цветок двудольных По одному признаку определить принадлежность растения невозможно. Так, вороний глаз (см. Рис. 7) имеет сетчатое жилкование, но одну семядолю в зародыше. Поэтому его относят к однодольным растениям. Рис. 7. Вороний глаз Подорожник (см. Рис. 8) имеет дуговое жилкование и мочковатую корневую систему, но 2 семядоли, поэтому его относят к двудольным. Рис. 8. Подорожник Семейства покрытосеменных Важнейшие признаки разделения растений на семейства – строение цветка и плода. Выделяют более 390 семейств этого отдела. У класса двудольных самыми крупными являются семейства: крестоцветные (капуста), розоцветные (яблоня, слива), бобовые (горох, фасоль), пасленовые (табак, помидор), сложноцветные (астра). У класса однодольных наиболее крупные семейства злаковые (пшеница) и лилейные (тюльпан, подснежник). Семейство магнолиевые Одни из самых древних примитивных цветковых растений. В основном деревья могут достигать 35-40 метров. А американское тюльпанное дерево достигает 70 метров. Цветки в диаметре до 45 см. Одиночные. Двудомные. Опыляются насекомыми. Пестики и тычинки расположены спирально. Классы цветковых растений. Семейство крестоцветные (капустные) включает более 3000 видов растений. Распространены в умеренной зоне северного полушария. Для них характерны цветки с крестообразно расположенными частями (см. Рис. 1). Чашелистиков и лепестков 4, тычинок 6 (4 длинные, 2 короткие), 1 пестик. Рис. 1. Цветок горчицы белой Помимо формулы цветка также выделяют диаграмму цветка (см. Рис. 2), где схематически обозначают его поперечный разрез. Рис. 2. Диаграмма цветка Соцветия – кисть. Плоды – стручки, стручочки (см. Рис. 3). Рис. 3. Стручки и стручочки Корневые системы стрежневые. В корне могут запасаться питательные вещества. Распространение крестоцветных Широко представлены в лесах, степях, около воды. Могут обитать в Арктике, пустынях. В основном травянистые растения, расположение листьев очередное, нижние образуют прикорневую розетку (см. Рис. 4). Рис. 4. Рабидопсис талиана Могут быть опушенными (икотник серый). Есть виды перекати-поле (см. Рис. 5). Рис. 5. Перекати-поле Свойственно перекрестное и самоопыление. Опылители – мухи и перепончатокрылые. Ветром распространяются легкие семена (см. Рис. 6). Рис. 6. Семена лунника однолетнего Также характерна зоохория. Представители семейства крестоцветных Представители: редька дикая, пастушья сумка и др. Ценное культурное растение – капуста огородная. В нашей стране распространена капуста кочанная (см. Рис. 7) – двулетнее растение. Цветет и дает семена на второй год. Соцветие – кисть. Рис. 7. Капуста кочанная Овощные культуры: редька, турнепс, брюква, редис. Масличные растения: горчица, рапс, рыжик. Декоративные растения: левкой, алиссум. Хрен и горчица употребляются, как приправы. Некоторые растения (акация) – хорошие медоносы. Названия семейств растений Для многих семейств растений существует 2 названия: сложноцветные – астровые; крестоцветные – капустные; злаковые – мятликовые. По современной номенклатуре любое название семейства образовано от названия рода. Поэтому не совсем верно использовать названия злаковые или крестоцветные. Их употребляют потому, что они старые и характеризуют основные черты растений. Капуста Человек вывел много сортов и разновидностей капусты. В листьях краснокочанной капусты в 4 раза больше витамина А, чем в белокочанной. Цветная капуста – диетический продукт, в пищу употребляют соцветия из бутонов, расположенных на толстых цветоножках. Брюссельская капуста содержит много легкоусвояемых белков и витаминов А и С. Капуста кольраби имеет большое утолщение стебля, употребляемое в пищу. Из культурных растений к розоцветным относятся розы, боярышник, из диких – лапчатка, гравилат. Строение цветка розоцветных Цветок правильный, околоцветник двойной, состоит из 5 чашелистиков и 5 лепестков. Чашечка может быть двурядной с подчашием. Пестиков может быть от 1 до нескольких десятков. Так, в зависимости от числа пестиков выделяют несколько вариантов формулы цветка (см. Рис. 1). Рис. 1. Формула цветка розоцветных Плоды распространяются ветром, животными. Плоды: листовка (таволга), костянка (вишня), яблоко (груша). Соцветия: зонтик, щиток, кисть. Подсемейства розоцветных Выделяют 4 подсемейства розоцветных: розовые, яблоневые, сливовые, спирейные. Подсемейство розовые Самое многочисленное. Плоды: многоорешки и многокостянки. Представители: шиповник (см. Рис. 2), малина, манжетка, лапчатка. Рис. 2. Шиповник Двойной околоцветник шиповника образован 5 чашелистиками, 5 лепестками, множеством тычинок и пестиков (см. Рис. 3). Рис. 3. Формула цветка шиповника Подсемейство сливовые Представители: слива, абрикос, миндаль, черемуха (см. Рис. 4). Цветки имеют 1 пестик. Плод – костянка. Плоды и семена употребляют в пищу. Рис. 4. Черемуха Подсемейство яблоневые Представители: яблоня, груша, боярышник, рябина. Плод – яблоко. Самая распространенная культура – яблоня. Растение с перекрестным опылением. Для оплодотворения необходима пыльца другого сорта, поэтому в саду должно расти несколько одновременно цветущих сортов. Яблоню размножают вегетативно прививкой. К лекарственным растениям семейства розоцветных относят шиповник, терн, рябину. Розы Розы выращивали и изображали на монетах и колоннах еще в Вавилоне. В V веке до нашей эры уже была описана махровая роза. В Римской империи розы сопутствовали всем важным жизненным событиям и праздникам. В настоящее время известно более 25 000 форм, сортов и разновидностей роз. Цианиды Семена миндаля, абрикоса содержат цианиды – яды. При употреблении в пищу большого количества таких семян возможно отравление. Семена содержат вещество амигдалин, которое в организме разлагается с выделением синильной кислоты. Больше всего этого вещества содержится в горьком миндале (до 3%). Яблоня В зависимости от времени созревания плодов, выделяют летние (созревают в июле, августе, мало хранятся), осенние (созревают в сентябре, хранятся несколько недель) и зимние (созревают поздней осенью, хранятся до весны) сорта яблонь. Саженцы плодовых растений высаживают весной и осенью. Ямы должны быть глубиной чуть менее метра, а в диаметре – не менее метра (см. Рис. 5). Рис. 5. Яма для посадки саженца На дно ямы насыпают верхний плодородный слой почвы, в который добавляют органические и минеральные удобрения. При посадке корневая шейка саженца должна находиться на 5-8 см выше уровня почвы. Саженцы низкорослого подвоя сажают глубоко в землю. По мере роста дерева каждую весну производят обрезку, формируя крону яблони. Семейство содержит около 3000 видов. Главным образом пасленовые распространены в центральной и южной Америке, в основном это травянистые виды. Сельскохозяйственные культуры: картофель, томат, баклажан, красный перец. Декоративные: петуния, душистый табак. Ядовитые растения: белена, дурман (см. Рис. 1). Рис. 1. Белена черная Строение цветков пасленовых Околоцветник двойной. 5 сросшихся лепестков и чашелистиков. 5 тычинок и 1 пестик. Формула и схема цветка (см. Рис. 2): Рис. 2. Формула и схема цветка пасленовых Цветки яркие, сильно пахнут, поэтому опыляются насекомыми, в основном, ночными бабочками (бражник). Тропические пасленовые могут опыляться колибри, летучими мышами. Плоды пасленовых Плоды: ягода (томат, паслен), коробочка (петуния, дурман (см. Рис. 3), белена). Рис. 3. Семена дурмана Распространяются плоды животными. Значение пасленовых для человека К роду пасленовых относится множество сельскохозяйственных культур. Самое распространенное растение – картофель. Родина – Южная Америка. Сначала его выращивали, как декоративное растение. А в пищу стали употреблять к концу XVII века. Клубни картофеля содержат множество ценных питательных веществ, главное из которых – крахмал. Клубни также используют, как корм для сельскохозяйственных животных. Из картофеля получают патоку, крахмал, спирт и другие продукты. Цветки картофеля (см. Рис. 4) не имеют нектара, поэтому происходит самоопыление. Рис. 4. Цветки картофеля Плод картофеля – ягода (см. Рис. 5). Рис. 5. Плоды картофеля Но размножают картофель вегетативно, при помощи клубней. Родина томатов – Южная Америка. Плод – ягода. Многие пасленовые содержат ядовитые для человека вещества, особенно опасны растения: дурман, белладонна, белена. Они могут вызывать отравления, но могут использоваться для приготовления ценных лекарств. Алкалоиды – биологически активные химические соединения, вырабатываемые, главным образом, пасленовыми растениями. Они в больших дозах пагубно влияют на нервную и мышечную системы человека и животных. В малых дозах могут использоваться, как лекарство (морфин используют как обезболивающее). Вызывают сильное привыкание (никотин). Значение алкалоидов для растений достоверно не известно. Предполагают, что это побочные продукты жизнедеятельности растений либо защита от поедания животными. Самое ядовитое вещество табака – никотин. Никотин – нейротоксин, особенно губительный для насекомых, поэтому вытяжка из табака раньше использовалась, как инсектицид. Сейчас для этого используют производное никотина – имидаклоприд. В небольших количествах никотин действует возбуждающе на млекопитающих, это одна из основных причин зависимости от курения. К табакам относится около 40 видов растений, так, табак душистый – декоративная культура с приятным запахом. К табакам близок род петуния. Устаревшее название семейства – мотыльковые. Включает более 17 000 видов. Пищевые культуры: горох, соя, бобы, арахис, фасоль. Декоративные: карагана, робиния, душистый горошек. Кормовые: клевер, люцерна, люпин. Лекарственные: кассия, сенна, донник. Масляные: соя. Цветок бобовых Соцветия: кисть (люпин, донник), головка (клевер), простой зонтик (лядвенец). Цветок неправильный, околоцветик двойной, чашечка из 5 сросшихся чашелистиков. Венчик состоит из 5 лепестков: крупного верхнего – паруса, двух боковых – крылья, двух сросшихся нижних – лодочка. Пестик 1, тычинок 10, 9 из них сросшиеся. Формула цветка бобовых (см. Рис. 1): Рис. 1. Формула цветка бобовых Бобовые опыляются насекомыми, способны к самоопылению. Плод бобовых Плод – боб (см. Рис. 2), внутри содержит семена, расположенные в 1 линию. Рис. 2. Боб Семена могут распространяться самораспространением, птицами, млекопитающими (плоды имеют выросты), ветром (плоды имеют крыловидные выросты (см. Рис. 3)), морскими течениями. Рис. 3. Плоды, распространяемые ветром Листья бобовых У клевера – тройчатые листья, у робинии, гороха – перистые, у люпина – пальчатые. Систематика бобовых Выделяют 3 семейства бобовых: мимозовые, цезальпиниевые, бобовые. На корнях бобовых имеются бактериальные клубеньки. Они содержат бактерии, которые способны поглощать и усваивать атмосферный азот воздуха. При отмирании бобовых растений почва обогащается органическим азотом, поэтому их используют, как зеленое удобрение. В клубеньках поселяются нитрифицирующие бактерии, которые преобразуют атмосферный азот в органический. Такой тип взаимоотношений называется мутуализмом – взаимовыгодное сосуществование. Подсемейство мимозовые Включает около 1500 видов, преимущественно тропических. Листья дваждыперистые. У некоторых могут состоять из одного расширенного черешка (см. Рис. 4). Рис. 4. Листья и цветы мимозовых Цветки мелкие, правильные. Представители: мимоза и акация. Подсемейство цезальпиниевые Деревья, растут в тропиках. Цветки неправильные (см. Рис. 5). Рис. 5. Цветки цезальпиниевых Подсемейство бобовые Типичный представитель: горох посевной (см. Рис. 6). Однолетнее травянистое растение. К опоре крепится усиками. Рис. 6. Горох посевной Представители: чечевица, соя, арахис. Мимоза и акация Растения, которые часто неправильно называют белой и желтой акацией, на самом деле робиния и карагана. А мимоза, на самом деле, это акация серебристая. Листья мимозы стыдливой складываются при прикосновении пальцами. Общие сведения Астровых более 27 000 видов. Листорасположение очередное, редко супротивное. Жилкование перистое (см. Рис. 1). Рис. 1. Листья сложноцветных Хорошо выраженная стержневая корневая система. Корень может быть клубневидно утолщен (лопух). Строение цветков астровых То, что в быту называют цветком астровых, представляет собой соцветие – корзинку (см. Рис. 2). Рис. 2. Соцветие сложноцветных Отдельные цветки окружены оберткой из листков, как правило, зеленых. Околоцветник двойной, чашечка либо не развита, либо представлена волосками, образующими хохолок. 5 сросшихся лепестков образуют трубку. Тычинок 5, сросшиеся, образуют тычиночную трубку. Пестик 1. Язычковые цветки образованы лепестками, которые снизу срастаются в трубку, а сверху образуют язычок с зубчиками на конце (см. Рис. 3) (одуванчик). Рис. 3. Язычковые цветки У трубчатых цветков сросшиеся лепестки образуют трубку с 5 зубчиками (полынь). У воронковидных лепестки образуют расширенную кверху воронку (василек). Ложноязычковые (подсолнух). Рис. 4. Воронковидные цветки Сложноцветные опыляются насекомыми, некоторые цветки становятся стерильными, их задача – привлекать опылителя. На дне трубки венчика выделяется нектар. Некоторые опыляются ветром (полынь) Плоды астровых Плод – семянка (см. Рис. 5). Распространяются ветром (одуванчик, бодяк полевой), животными (череда, лопух). Рис. 5. Семянка У василька синего в центре расположены крупные цветки, а по бокам – воронковидные, стерильные, служат для привлечения насекомых (см. Рис. 6). Рис. 6. Василек синий Значение сложноцветных Сорняки: бодяк полевой (см. Рис. 7), осот. Рис. 7. Бодяк полевой Лекарственные: ромашка, мать-и-мачеха, девясил, пижма. Декоративные: астры, ноготки, георгины. Каучуконосные растения: кок-сагыз, тау-сагыз. Масличные: подсолнух. Подсолнух – однолетнее травянистое растение с цельными крупными листьями. Цветки в соцветии трубчатые и ложноязычковые – стерильные, по периметру соцветия. Запасное питательное вещество семянок – жир, который люди выжимают для получения масла. Другие сельхоз культуры – топинамбур, салат латук. Жизненные формы сложноцветных Помимо травянистых форм также встречается кустарниковая полынь, хризантема. В тропиках произрастают небольшие деревья. На Галапагосских островах встречается скалезия черешчатая – дерево высотой до 20 м. Подсолнечник Родина – Мексика. Ранее использовался, как декоративное растение. Подсолнечное масло используется в пищу непосредственно и для приготовления маргарина. Жмых идет на приготовление халвы и корм скоту. Зеленая масса используется как корм. Съедобные сложноцветные В качестве заменителя кофе используют молотые корни цикория. Его стебли и листья используют как зелень для приготовления салата. Эстрагон используют как пряность. В пищу употребляют мясистые основания соцветий артишока. Козелец выращивают ради корней. Весной, когда еще не весь снег растаял, начинают появляться белые подснежники и нежно-голубые пролески... Первые цветы после холодной зимы, за что их и прозвали первоцветами. Затем появляется нежная хохлатка – с маленькими фиолетовыми цветочками-ротиками, гусиный лук – желтенькие звездочки, покрывающие землю. Потом, когда потеплеет, просыпаются ландыши и тюльпаны. Все эти замечательные цветы относятся к семейству лилейных растений, с которым мы сейчас и познакомимся. Общие сведения Лилейные однодольные растения. Зародыш имеет 1 семядолю. Корневая система мочковатая (см. Рис. 1). Рис. 1. Корневая система однодольных Жилкование листьев дуговое или параллельное. Листья сидячие, расположены поочередно или розеткой. Околоцветник простой (см. Рис. 2). Рис. 2. Цветок лилии Большинство представителей – однолетние травы, имеют корневище или луковицу. Строение цветка лилейных Строение цветка лилейных (см. Рис. 3) Рис. 3. Цветок тюльпана Цветки имеют простой околоцветник, 6 лепестков, расположенных в 2 слоя, 6 тычинок, 1 пестик. Правильные. Формула цветка лилейных (см. Рис. 4): Рис. 4. Формула цветка лилейных Соцветие – кисть (ландыш). Плоды лилейных Плоды – сухие коробочки, раскрываются 3 створками (см. Рис. 5) (тюльпан), ягоды (ландыш). Рис. 5. Плод тюльпана Значение лилейных Овощные культуры: лук, чеснок. Ядовитые и лекарственные: ландыш майский, вороний глаз. Декоративные: лилия, гиацинт, пролеска, тюльпан. Декоративное значение в помещении – алоэ, дроцена. Родина огородного лука – Китай и средняя Азия. Подземная часть – видоизмененный побег – луковица, и придаточные корни. Цветки собраны в шаровидное соцветие. Плод – коробочка. Резкий запах лука обусловлен обилием эфирных масел. Содержит много сахаров, вкус которых перекрывают эфирные масла. Объем семейства лилейные Состав этого семейства неоднократно пересматривался учеными. Поэтому некоторые растения больше не входят в состав этого семейства. Это агавовые, луковые, амариллисовые, спаржевые, ландышевые и гиацинтовые. В Америке люди выращивают агавы, как сельскохозяйственные культуры. Их используют для получения прочных волокон. Из них изначально изготавливалась джинсовая ткань. Побеги спаржи и смилакса используют в пищу. Практически важные лилейные Лук и чеснок богаты фитонцидами – летучими веществами, которые угнетают другие живые организмы, в особенности, бактерии. Поэтому их используют в народной медицине. Ландыши содержат вещества, влияющие на сердечную деятельность человека. Вегетативные органы злаковых растений Представители – травы сухих безлесных местообитаний. Насчитывают около 10 000 видов семейства мятликовые. Злаковые – однодольные растения. Мочковатая корневая система. Листья узкие, с параллельным или дуговым жилкованием. Узлы шире, чем междоузлия (см. Рис. 1). Рис. 1. Фрагмент стебля пшеницы Рост вставочный – происходит в результате деления клеток каждого междоузлия. Стебли могут одревесневать (бамбук). Лист сидящий, имеет влагалище, которое охватывает стебель и защищает делящиеся клетки в междоузлиях (см. Рис. 2). Рис. 2. Фрагмент стебля кукурузы Язычок – пленчатый вырост в месте отхождения листовой пластинки от влагалища, который не позволяет воде проникнуть между стеблем и влагалищем (см. Рис. 3). Рис. 3. Фрагмент стебля канареечника тростникового Цветки мятликовых Цветки мелкие, невзрачные. Собраны в соцветия: початок, колос, сложный колос, метелка. В основании колоска имеются 2 колосковые чешуи (см. Рис. 4). Рис. 4. Колосковые чешуи ржи Цветки неправильные, двусторонне симметричные (см. Рис. 5). 2 внутренние и 2 наружные цветковые чешуи, 3 тычинки, 1 пестик, с двумя рыльцами. Рис. 5. Цветок и колос ржи Формула цветка злаковых (см. Рис. 6): Рис. 6. Формула цветка злаковых Плоды злаковых Плод односемянный, зерновка (см. Рис. 7). Околоплодник и кожура сросшиеся. Эндосперм прилегает к семядоле. Рис. 7. Зерновка Значение злаковых растений Пищевые культуры: пшеница, рис, кукуруза, рожь, овес, ячмень, просо. Существует около 20 видов пшениц и множество сортов. Стебель пшеницы с пустотелыми междоузлиями и хорошо заметными узлами – соломина. Листья узкие, с параллельным жилкованием. Цветки характерны для злаковых растений. Самоопыляемые растения. Зерновки пшеницы используют для изготовления хлебобулочных и макаронных изделий. Рожь – ветроопыляемое растение. Используется для выпекания черного хлеба. Ячмень используется для изготовления ячневой и перловой круп, как кормовое растение. Соцветие овса – метелка, на веточках которой сидят простые колоски. Самоопыляемое холодостойкое растение. Кормовая культура, используется для изготовления овсяной крупы. Из проса изготавливают крупу – пшено. Стебли используют для изготовления веников. Кукуруза – самый крупный среди культивируемых зерновых злаков. Междоузлия стебля заполнены паренхимой. От его основания отходят придаточные корни. Однодомное растение. Женские цветки образуют початок, мужские – метелку. Растение ветроопыляемое, перекрестноопыляемое. Из сахарного тростника получают сахар. Дикорастущие злаки: тростник, пырей, тимофеевка, ковыль. Пырей ползучий – злостный корневищный сорняк. Тимофеевка луговая – кормовое растение. Зерновки ковыля разносятся ветром. Щучка антарктическая (см. Рис. 8) – злаковое растение, живущее на берегах Антарктики. Рис. 8. Щучка антарктическая Технические культуры: кукуруза, сахарный тростник, бамбук. Лекарственные растения: овес, пырей, жито. Кормовые растения: стоколос, суданская трава. Бамбуковые Выделяют 2 группы бамбуковых растений, одни из них высокие и с прозрачными междоузлиями, другие – небольшие растения с неодревесневающими стеблями. Бамбуковые достигают 35 м в высоту. Бамбуковые цветут раз в 25 лет, и после цветения погибают – монокарпия. Способны к вегетативному размножению. Могут использоваться для строения домов и плотов, изготовления посуды, одежды. Молодые побеги употребляют в пищу. Сорта пшеницы Выделяют твердые и мягкие сорта пшеницы. Эндосперм твердой пшеницы плотный, на срезе блестит, как стекло, содержит много клейковины (растительный белок). Твердая пшеница растет в средней и южной Европе. Эндосперм мягкой пшеницы богат крахмалом, но не так богат белком. По способу выращивания выделяют озимую и яровую пшеницу. Яровую сеют ранней весной, до осени она дает урожай. Озимую высевают осенью, всходы успевают закуститься и зимуют под снегом. Весной опять набирают рост. Озимая пшеница созревает раньше яровой и может принести более высокий урожай. Агротехника кукурузы Глубоко уходящие корни кукурузы нуждаются в воздухе, поэтому почва под ее посадку должна быть очень рыхлой. Растения кукурузы светолюбивы, а их корни занимают большую площадь. Поэтому растения высевают далеко расположенными рядами. В день растению необходимо около литра воды. Растения убирают до первых заморозков.