ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ (ЦВЕТКОВЫЕ)
Покрытосеменные являются самой совершенной и многочисленной группой высших растений, насчитывающей более 250 000 видов. Они занимают господствующее положение на суше, встречаются в самых различных местообитаниях во всех климатических зонах и на всех континентах. Среди них имеются деревья, кустарники, одно- и многолетние травы, лианы, наземные и водные растения, авто- и гетеротрофы. Это самый “молодой” в геологическом масштабе отдел растений. Цветковые растения появились в юрском периоде, а в середине мелового периода стали очень быстро распространяться. Большинство систематиков склоняется к точке зрения, что покрытосеменные произошли от голосеменных растений, сходных с вымершими беннеттитами. Эти растения имели обоеполый стробил, отдаленно напоминающий цветок.
Покрытосеменные характеризуются целым рядом особенностей, которые способствовали столь широкому распространению и завоеванию суши. У них имеется цветок, который наилучшим образом приспособлен для размножения. В нем протекают процессы образования спор, формирования гаметофитов, гамет и оплодотворения. Эти процессы тесно взаимосвязаны и завершаются образованием семян, заключенных внутри плода. Эволюция цветка шла в направлении выработки различных приспособлений к опылению с помощью насекомых, ветра, воды и других агентов. Важной особенностью цветковых является наличие завязи пестика, которая защищает расположенные в ней семязачатки и затем дает начало плоду. Плод - тоже важное эволюционное приобретение
|
|
покрытосеменных растений. Он выполняет функцию защиты семян и
обеспечивает их распространение, происходящее у растений с помощью различных животных, ветра, воды и т.д.
Жизненный цикл цветковых растений сходен с циклом развития голосеменных. У покрытосеменных наблюдается дальнейшая редукция женского гаметофита, который представлен восьмиядерным зародышевым мешком. Архегонии отсутствуют. Для покрытосеменных характерен процесс двойного оплодотворения, в результате которого образуется диплоидная зигота, дающая начало зародышу, и триплоидная клетка, из которой образуется питательная ткань - эндосперм (у голосеменных эндосперм имеет гаплоидный набор хромосом). Наличие триплоидного эндосперма играет большую роль в питании зародыша.
По сравнению с голосеменными у покрытосеменных имеется более совершенная проводящая система. У большинства из них появились настоящие сосуды, по которым передвижение воды и растворенных в ней минеральных веществ идет в несколько раз быстрее, чем по трахеидам. Во флоэме цветковых, наряду с ситовидными трубками, имеются клетки- спутницы, которые отсутствовали у ранее рассмотренных отделов.
|
|
Вышеназванные признаки отдела покрытосеменных растений позволили занять им господствующее положение в составе растительных сообществ, оттесняя на второй план голосеменные и споровые растения.
Покрытосеменные растения разделяют на два класса: однодольные и двудольные. В табл. 1 перечислены основные признаки, по которым они различаются. Немногие из этих признаков в отдельности имеют систематическое значение, поскольку существуют многочисленные исключения, и лишь сочетание нескольких признаков позволяет точно идентифицировать такие растения. По современным представлениям однодольные растения являются более молодой группой и произошли от примитивных двудольных.
Признаки | Класс двудольные | Класс однодольные |
Число семядолей в зародыше семени | Две | Одна |
Корневая система | Стержневая | Мочковатая |
Расположение проводящих пучков в стебле | Расположены кольцом | Беспорядочное расположение |
Наличие камбия в проводящих пучках | Имеется и обеспечивает вторичный рост | Отсутствует |
Морфология листа | Лист простой, сложный; пластинка цельная, рассеченная | Лист простой, пластинка цельная |
Жилкование листа | Сетчатое (пальчатое, перистое) | Параллельное и дуговое |
Цветок | 4-, 5-членный; околоцветник двойной | 3-членный; околоцветник простой |
Важнейшие семейства | Розоцветные, бобовые, пасленовые, крестоцветные, сложноцветные | Лилейные, злаковые, осоковые, орхидные |
|
|
КЛАСС ДВУДОЛЬНЫЕ
Класс двудольные включает свыше 400 семейств, относящихся к 8 подклассам. В школьном курсе рассматриваются следующие семейства: розоцветные, бобовые, крестоцветные, пасленовые и сложноцветные.
Таблица 1
Основные различия между двудольными и однодольными
Семейство розоцветные
Семейство розоцветные охватывает более 3000 видов, относящихся к
100 родам.
Распространение: ареал семейства охватывает почти весь Земной шар (семейство космополитно), однако наибольшее разнообразие наблюдается в умеренном поясе Северного полушария.
Жизненные формы: листопадные и вечнозеленые деревья, кустарники, кустарнички, многолетние и однолетние травы.
Признаки вегетативной сферы. Листья очередные, простые или сложные, большей частью с прилистниками.
|
|
Генеративная сфера. Цветки обоеполые, чаще правильной формы, чашелистиков и лепестков обычно 5. Количество тычинок большое, кратное числу лепестков, расположены они в несколько кругов; пестиков от одного до нескольких. Для этого семейства характерно разросшееся цветоложе - выпуклое, вогнутое или плоское. Оно нередко принимает участие в образовании плода, прирастая к завязи (яблоня, груша), либо завязь остается свободной и плоды располагаются на разросшемся выпуклом цветоложе (у земляники, малины) или на его внутренних вогнутых стенках (у розы). Цветки розоцветных часто образуют соцветия: кисть, щиток, зонтик, метелку. Плоды представителей этого семейства весьма разнообразны: костянки, многокостянки, многоорешки, яблоки и др.
Значение. К этому семейству относятся плодовые и ягодные культуры: яблоня, груша, слива, вишня, малина, земляника; лекарственные растения: различные виды лапчаток, кровохлебка, манжетка, черемуха, шиповник. Из розы добывают розовое масло, используемое в парфюмерии.
Семейство бобовые
Одно из крупнейших семейств, объединяющее 17-18 тыс. видов из примерно 650 родов. По богатству видов оно занимает третье место среди семейств покрытосеменных растений.
Распространение: ареал семейства охватывает почти весь Земной
шар.
Жизненные формы: деревья, кустарники и кустарнички, однолетние и многолетние травы.
Рис.15. Горох посевной: А – строение цветка; В – взрослое растение; С – плод бобовых; 1 – парус; 2 – весла, 3 – лодочка
Вегетативная сфера: листья обычно сложные: перистые, тройчатые, реже - пальчатые, обычно с прилистниками. Практически для всех бобовых характерен симбиоз с азотфиксирующими бактериями, находящимися в клубеньках.
Генеративная сфера. Цветки неправильной формы, так называемого мотылькового типа, 5-членные: чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков, венчик из 5 лепестков. Самый крупный лепесток - парус - способствует привлечению насекомых-опылителей, два боковых лепестка
называются веслами, а два сросшихся нижних – лодочкой (рис.15, А). Тычинок 10. У большинства бобовых 9 тычинок срастаются, а 1 остается свободной. Цветки обычно собраны в соцветия кисть, головку, зонтик. Плод - боб, раскрывающийся двумя створками (рис.15, С). Семена бобовых без эндосперма, основной запас питательных веществ сосредоточен в крупных семядолях.
Значение. Высокое содержание в семенах белков, жиров и крахмала определяет большую пищевую и кормовую ценность бобовых. К пищевым растениям относятся фасоль, горох, бобы, арахис, соя, к
Рис.16. Плод предста-вителей семейства крестоцветные
фиолетовая. 6 тычинок (2 короткие и 4 длинные) окружают пестик. Цветы собраны в соцветие кисть, реже образуется щитковидное или метельчатое соцветие. Плод у крестоцветных - стручок или стручочек, обычно вскрывающийся двумя створками (рис.16). Внутри плода находится перегородка, на которой расположены семена.
кормовым - люцерна, клевер, к лекарственным - термопсис, солодка, к декоративным - фасоль, люпин.
Семейство крестоцветные
Семейство представлено во флоре земного шара примерно 3200
видами, относящимися к 380 родам.
Распространение: ареал семейства крестоцветных охватывает почти весь Земной шар, однако в распространении оно явно тяготеет к умеренным и холодным областям Северного полушария.
Жизненные формы: травянистые растения, редко кустарники и кустарнички.
Признаки вегетативной сферы: стебли прямостоячие, голые или опушенные простыми, ветвистыми или железистыми волосками. Листья, в основном, простые и очередные различной степени рассеченности без прилистников.
Генеративная сфера. Цветки правильные, обоеполые, состоящие из 4 чашелистиков и 4 лепестков, расположенных крестообразно. Окраска венчика чаще белая или желтая, реже - розовая или
Значение. К семейству крестоцветные принадлежат важные в хозяйственном отношении пищевые растения: капуста, редька, редис, брюква, репа; кормовые растения: турнепс, брюква; масличные: горчица, рыжик; лекарственные растения: пастушья сумка, желтушник левкойный; декоративные: левкой, алиссум.
Семейство пасленовые
Семейство включает около 2500 видов, относящихся к 80-90 родам. Распространение: пасленовые распространены в умеренном,
субтропическом и тропическом поясах, однако особенно их много в Южной и Центральной Америке.
Жизненные формы: травянистые растения, полукустарники, кустарники, реже деревья.
Вегетативная сфера: листья простые, цельные или разнообразно расчлененные, как правило, очередные, без прилистников.
Рис. 17. Строение цветков (1) и плодов (2) представителей семейства пасленовые
Генеративная сфера. Цветки пасленовых обычно собраны в соцветия в виде завитков. Цветы чаще правильной формы, 5- членные с двойным околоцветником (рис.17, 1). Чашечка сростнолистная, из пяти чашелистиков, сохраняющаяся при плодах.
Вегетативная сфера: листья простые с цельными или расчлененными листовыми пластинками; иногда листья сложные.
Рис.18. Типы цветков сложноцветных: 1 - трубчатый, 2 -
язычковый, 3 - ложноязычковый, 4 - воронковидный
Иногда она вздувается после цветения и полностью охватывает плод (физалис). Венчик состоит из пяти сросшихся лепестков, тычинок обычно пять, один пестик. Плоды - ягода (рис.17, 2) или коробочка.
Значение. К пасленовым принадлежат многие важнейшие в хозяйственном отношении растения: пищевые (картофель, томат, баклажан, перец), лекарственные (красавка белладонна, белена), декоративные (петуния, душистый табак, физалис), технические (настоящий табак и махорка). Ядовитыми растениями являются белена, дурман, красавка белладонна.
Семейство сложноцветные
Сложноцветные - одно из крупнейших семейств цветковых растений, занимающее второе место по видовому разнообразию во флоре Земного шара. Оно включает 20-25 тыс. видов из примерно 1300 родов.
Распространение: представители семейства встречаются на всех континентах и во всех зонах Земного шара.
Жизненные формы: большинство растений этого семейства - травы, однако есть полукустарники, кустарники, лианы, иногда - некрупные
деревца.
Генеративная сфера. Цветки всегда в соцветиях - корзинках, которые могут быть собраны в более сложные соцветия (щиток, метелку, колос и др.). Различают четыре типа цветков, составляющих корзинки (рис.18): трубчатые (пижма), язычковые (одуванчик), ложно-язычковые (краевые цветки ромашки, нивяника), воронковидные (краевые цветки василька). В некоторые соцветия входят цветы двух типов, например, в корзинке ромашки краевые ложно-язычковые цветы служат для привлечения насекомых, а расположенные в центре трубчатые образуют плоды (рис.19).
Рис. 19. Соцветия сложноцветных в разрезе: 1 – корзинка лопуха; 2 –
корзинка ромашки аптечной
Соцветие ромашки похоже на большой цветок и хорошо различимо насекомыми. Чашечка сложноцветных часто видоизменена в прицепки, щетинки или волоски, образующие хохолок, разрастающийся при плоде в летучку. Венчик сложноцветных 5-членный, чаще сростнолепестный, тычинок 5, пестик 1, завязь нижняя. Плод - семянка. Распространение плодов у одних сложноцветных происходит с помощью летучки (одуванчик, бодяк, осот), другие имеют различного происхождения прицепки, которыми они цепляются за шерсть животных и переносятся на значительные расстояния (череда, лопух).
Значение. Сложноцветные имеют большое хозяйственное значение, как пищевые (подсолнечник, цикорий, салат-латук), кормовые (топинамбур), лекарственные (мать-и-мачеха, тысячелистник, пижма, череда, полынь и др.), декоративные (астры, георгины, маргаритки,
Жизненные формы: большинство лилейных - многолетние травы с сочными запасающими органами (луковицами, корневищами). Редко это лианы или деревья своеобразного облика.
Вегетативная сфера: Листья чаще всего линейные или ланцетовидные, цельнокрайние с параллельным или дуговым жилкованием.
Генеративная сфера: Цветки правильные, обоеполые, одиночные или собранные в соцветие кисть, колос, зонтик, метелку (рис.20). Околоцветник простой, состоит из шести свободных (тюльпан, саранка) или
хризантемы и др.) растения. Некоторые сложноцветные являются трудноискоренимыми сорняками (бодяк, осот).
КЛАСС ОДНОДОЛЬНЫЕ
К данному классу относятся 3 подкласса, включающие более 100
Рис. 20. Лилия кудреватая
(саранка)
сросшихся (ландыш) лепестков. Тычинок обычно 6, по 3 в круге, пестик с одним цельным или 3- лопастным рыльцем. Плод лилейных - коробочка или ягода.
семейств, из которых рассмотрим лилейные, орхидные и злаки.
Семейство лилейные
Объем семейства лилейных по-разному понимается различными ботаниками. Согласно одной из точек зрения, лилейные включают около 1300 видов, распределенных среди 45 родов.
Распространение: широко распространены, но тяготеют, главным образом, к умеренным областям Северного полушария.
Значение. Лилейные играют важную роль в растительном покрове многих регионов, растительных зон и горных поясов (степи, полупустыни, субтропические области с периодическим недостатком влаги и др.). К лилейным относятся многие декоративные растения (лилии, тюльпаны, мускари и др.).
Семейство злаки
Злаки - одно из крупнейших семейств однодольных растений, включающее 11000 видов из 900 родов.
Распространение: ареал семейства охватывает весь Земной шар.
Жизненные формы: многолетние или однолетние травянистые растения, редко встречаются деревянистые злаки (бамбук).
Вегетативная сфера. Стебель почти всех злаков - соломина - членистая в узлах и полая в междоузлиях. У злаков ветвление побега происходит в нижней части, в так называемой зоне кущения, состоящей из тесно сближенных узлов. В зависимости от направления роста формируется дерновина, рыхлый куст или длинное корневище с одиночными надземными побегами. Листья злаков очередные, состоят из длинного цилиндрического влагалища, охватывающего стебель, и обычно узколинейной пластинки.
Рис.21. Пшеница: 1 – колоски; 2 – цветок; 3 – соцветие сложный колос; 4 – плод - зерновка
Генеративная сфера. Злаки являются ветроопыляемыми растениями, поэтому в цветке имеется ряд приспособлений к ветроопылению. Цветки злаков мелкие, обоеполые, реже однополые (рис.21, 2). Тычинок обычно 3, состоят из длинной гибкой тычиночной нити и большого пыльника, прикрепленного к нити серединой. Пыльники производят большое
количество сухой легкой пыльцы. Пестик один с перистым рыльцем, облегчающим улавливание пыльцы. Тычинки и пестик окружают две цветковые пленки и две цветковые чешуи. Цветки собраны в соцветие колосок (рис.21, 1). У основания колоска находятся две колосковые чешуи. Число цветков в колоске варьирует у разных видов и имеет важное систематическое значение. Колоски обычно собраны в более сложные соцветия: сложный колос (пшеница (рис.21, 3), рожь, ячмень), метелку (овес), султан (тимофеевка, лисохвост), початок (кукуруза). Плод злаков – зерновка (рис.21, 4). Большую часть семени занимает эндосперм, в котором содержатся крахмал, белки, жиры, углеводы, витамины.
Значение. Представители семейства играют важную роль в растительном покрове и занимают господствующее положение при формировании целого ряда типов травянистой растительности: лугов, степей, прерий, саванн и др. Злаки имеют огромное хозяйственное значение. Ведущую роль среди культурных злаков в мировом земледелии занимают пшеница, рис, кукуруза, ячмень. Кроме них широко возделываются овес, сорго, рожь, просо, сахарный тростник. К злакам относятся много кормовых (тимофеевка, лисохвост), сорных (пырей, овсюг) растений. Бамбук используется в тропических и субтропических странах как строительный материал.
Семейство орхидные
Семейство орхидные занимает первое место среди покрытосеменных растений по численности и включает в себя свыше 30000 видов. Оно не рассматривается в школьном курсе, так как не имеет большого хозяйственного значения, но представляет большой научный интерес. Орхидные, так же как и сложноцветные, находятся на высшей ступени эволюционного развития и являют собой пример наилучшего приспособления к насекомоопылению.
Распространение: ареал семейства охватывает почти весь Земной шар, но преобладающее количество видов произрастает в тропической зоне.
Жизненные формы: многолетние травянистые растения, эпифиты, лианы.
Вегетативная сфера. Для всех орхидных обязателен симбиоз с грибами: уже семена должны быть при прорастании заражены грибом: если этого не произойдет, то развитие орхидей останавливается. Среди орхидей есть зеленые автотрофные формы, а есть растения, утратившие способность к фотосинтезу и перешедшие на гетеротрофный способ питания с помощью гриба. Листья простые, цельнокрайние, иногда испещерены пурпурными пятнами (рис.22).
Генеративная сфера. Цветки орхидных разнообразны по форме и окраске, одиночные или собранные в соцветия (кисть). Цветы чаще всего неправильные, обоеполые. Околоцветник состоит из 3 окрашенных чашелистиков и 3 лепестков, причем один лепесток у большинства растений образует губу,
сильно отличающуюся от других
одно пыльцевое зерно не пропало. У большинства орхидей пыльца в пыльнике склеена в плотную массу и высвобождается из тычинки вся целиком и вся попадает на рыльце другого цветка. Плод орхидных - коробочка, содержащая огромное количество очень мелких семян.
Орхидные выработали различные приспособления для привлечения насекомых. Одни привлекают опылителей с помощью нектара и съедобной пыльцы. Цветки некоторых видов офрисов могут имитировать своим видом и запахом самок некоторых насекомых, а опыляют их самцы, “путающие” цветок с самкой. Тропические орхидеи имеют разнообразнейшие приспособления для опыления с качающимися пыльниками, откидывающимися при прикосновении назад и выбрасывающими склеенную пыльцу на насекомое; губой, иногда охватывающей прилетевшее насекомое; нектаром, оказывающим наркотическое действие на опылителя; удобнейшими посадочными площадками в виде “кресла” и т.д. Недаром опылению орхидных еще со времен Дарвина посвящено столько работ.
Значение. Орхидные чаще всего используются человеком как изысканные и весьма дорогие декоративные растения. Клубни многих орхидей применяются в медицине. Ваниль плосколистная используется как пряность, ее провяленные плоды содержат ванилин.
Вопросы для самоконтроля
1. Чем отличаются семенные от споровых растений?
Рис.22. Башмачок настоящий
частей цветка по форме, окраске и размерам. Губа служит посадочной площадкой для насекомых- опылителей.
2. Какие вегетативные органы имеются у хвойных деревьев?
3. Где и через какой период времени прорастает пыльца у сосны?
4. Как происходит процесс оплодотворения у сосны?
5. Каково хозяйственное значение различных видов хвойных?
Тычинок в цветке 1-2, пестик один с нижней завязью, в которой
содержится до 20000 семяпочек. И все они должны опылиться малым количеством пыльцы, созревающей на 1-2 тычинках, т.е так, чтобы ни
6. Какими прогрессивными признаками характеризуются покрытосеменные растения?
7. По каким признакам отличают представителей класса двудольных от однодольных?
8. Какую роль в природе и хозяйстве имеют представители семейства розоцветных?
9. Какие организмы поселяются на корнях бобовых и живут с ними в симбиозе?
10.Чем отличается цветок бобовых от цветка розоцветных? 11.Какими признаками характеризуются представители
семейства крестоцветных?
12 .Какой тип плода у томатов, картофеля?
13 .Как различаются по форме, внешнему виду, окраске, функциям цветки в корзинке подсолнечника, василька, одуванчика?
14 .Назовите пищевые, лекарственные и декоративные растения семейства сложноцветных.
15 .Как устроен цветок представителей семейства лилейных? 16.Какие приспособления к ветроопылению имеет цветок злаков? 17.Какое хозяйственное и природное значение имеют
представители семейства злаковых?
18.Какие приспособления для опыления имеют представители семейства орхидных?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бавтуто Т.А., Еремин В.М. Ботаника: морфология и анатомия растений. - Минск: Высш. шк., 1997.
2. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова М.И. Ботаника. Анатомия и морфология растений. - М., 1978.
3. Вахрамеева М.Г., Денисова Л.В., Никитина С.В., Самсонов С.К. Орхидеи нашей страны. - М: Наука, 1991.
4. Власова З.А. Биология. Справочник абитуриента. - М, 1997.
5. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. - М.: Мир, 1990. - Т.1-3.
6. Горбунова Н.П. Альгология. - М.: Высш. шк., 1991.
7. Жизнь растений. Т. 1-6. - М.: Просвещение, 1974-1982.
8. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений. - М.: Просвещение, 1975.
9. Корчагина В.А. Ботаника. – М.: Просвещение, 1984.
10 .Курс низших растений /Под общ. ред. М.В.Горленко. - М.: Высш. шк., 1981.
11 .Рейвн П. и др. Современная ботаника. - М.: Мир, 1990. - Т.1-2. 12.Сергиевская Е.В. Практический курс систематики высших растений.
- Л.: Изд-во ЛГУ, 1991.
13.Степанов Н.В. Высшие споровые растения. – Краснояр. гос. ун-т.
Красноярск, 2000.
Учебное издание
Биология: Систематика растений
Учебно-методическая часть Модуль № 3 для 9 класса
Составитель: Ирина Евгеньевна Ямских
Редактор: О.Ф.Александрова Корректура автора
Подписано в печать Формат 60х84/16.
Бумага газетная. Печать ризографическая. Усл. печ. л. 4.
Тиражируется на электронных носителях Адрес в Internet: zensh.ru/resourses
Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail: info@lan.krasu.ru
Издательский центр Красноярского государственного университета
660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail: rio@lan.krasu.ru
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1445; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!