Методические советы по изучению отдельных тем дисциплины и вопросы для самостоятельной проверки знаний

Систематика растений — это большой раздел ботаники, изучающий многообразие ныне существующих и вымерших растений, их родственные отношения и пути эволюции рас­тительного мира в целом, а также его отдельных ветвей.

Главные таксономические (систематические) / единицы: вид (species), род (genus), семейство (familia), порядок (ordo), класс (class), отдел (divisio), растительный мир (regnum vegetabile). Основная единица систематики - - вид.

Научное название вида по бинарной (двойной) номенкла­туре, предложенной в середине XVIII века шведским ученым К. Линнеем, состоит из двух латинских слов. Первое слово -это название рода, второе — видовой эпитет, редко видовой эпитет состоит из двух и более слов. После латинского назва­ния вида пишется сокращенно фамилия или инициалы автора, давшего название виду. Например, вид Pyrus communis L. -груша обыкновенная, состоит из двух слов: родовое назва­ние — Pyrus — груша, видовой эпитет — communis — обык­новенная. Буква «L» в конце названия вида указывает, что такое название было дано Линнеем. В «Списке важнейших растений» указаны основные виды растений различных се­мейств, которые следует знать студентам (100 видов).

Иногда в определителях растений после фамилии автора в скобках стоят другие названия растения, данные ему раз­личными авторами. Например, Fragaria moschata, Duch. (F. elator Ehrh.) - - земляника мускусная, клубника; Poten-tilla erecta L. Raeusch. (Tormenilla erecta L. Potentilla. Tor-mentilla Neck.) —лапчатка прямостоячая, калган, узик. Для учебных целей нужно писать которое считается современным, а названия видов, данные в скобках, следует опускать.

Особенностью систематики растений является большое разнообразие растений, отличающихся по местам обитания, внешнему и внутреннему строению, жизненным циклам, по происхождению, роли в природе и народном хозяйстве.

При изучении систематики растений используются раз­личные методы: наблюдения в природе за дикорастущими и культурными растениями, сбор и определение гербария, мор­фологическое описание растений, выращивание растений в полевых и комнатных условиях, проведение фенологических наблюдений, работа с учебником и дополнительной литерату­рой, посещение лекций и лаборатордо-практических занятий в период сессии, участие в работе добровольного общества ох­раны природы. Особенно надо подчеркнуть значение непосред­ственных наблюдений в природе и определения растений.

Учебный материал изучается в следующей последователь­ности.

Низшие растения — Tallobionta

1. Подцарство Предклеточные — Procytobionta Отдел Вирусы — Virophyta

2. Подцарство Таллофиты предъядерные - Tallobionta procariota

Отдел Бактерии — Bacreriophyta

Отдел Синезеленые водоросли — Cyanophyta

3. Подцарство Таллофиты ядерные пластидные -- Tallo­ bionta eucaryota

Отдел Золотистые водоросли — Chrysophyta Желтозеленые — Xanthophyta Диатомовые или кремнистые — Diatomophyta Пирофитовые — Pyrrophyta -» Криптофитовые — Cryptophyta Эвгленовые — Euglenophyta Бурые — Phaeophyta Красные — Rhodophyta

Зеленые — Chlorophyta

Лишайники — Lichenophyta

4. Подцарство Таллофиты беспластидные - Thallophyta

aplastidae

Отдел Грибы — Mycophyta

Слизевики — Myxophyta

Высшие или зародышевые растения — Cormobionta

5. Подцарство Предпобеговые архегоииальные — Ргосо-

rmobionta archegoniatae

Отдел Моховые — Bryophyta

Риниевые — Rhyniophyta

Псилотовые — Psilotophyta

6. Подцарство Побеговые архегониальные - Cormobion­ta archegoniatae

Отдел Плауновые — Lycopodiohpyta

Хвощевые — Equisetophyta

Папоротниковые — Polypodiophyta

Сосновые (Голосеменные) - Pinophyta (Gymnospermae)

7. Подцарство Побеговые пестичные — Cormobionta gy-

Noeciatae

Отдел Цветковые, или Покрытосеменные - Anthophyta

(Angiosperrnae)

Класс Двудольные — Dicotyledoneae

Класс Однодольные — Monocotyledoneae

Необходимо усвоить методы филогенетической системати­ки и современные филогенетические системы (Веттштейн, Галлир, Бэсси, Буш, Энглер, Кузнецов, Гроссгейм, Тахтаджян и др.).

При изучении низших растений обратите особое внимание на отделы: синезеленые и зеленые водоросли, грибы. По каж­дому отделу необходимо знать конкретных представителей, их систематическое положение, строение клеток, способы пи­тания и размножения, а также условия местообитания и роль в природе и жизни человека. Роль синезеленых и зеленых водорослей в «цветении» водоемов, повышения плодородия почвы. Применение сапропеля в сельском хозяйстве. Исполь­зование хлореллы и других зеленых водорослей для кормления домашних животных, а также для осуществления системы жизнеобеспечения в космических полетах.

Среди грибов имеются грибы-сапрофиты и грибы-парази­ты. Необходимо обратить особое внимание на грибы-паразиты, приносящие значительный ущерб сельскохозяйственному производству (фикомицеты, ржавчинные, головневые). Сле­дует знать не только их строение, но и жизненный цикл, ос­новные меры борьбы.

В природе очень распространены грибы-сапрофиты. Следу­ет изучить их строение, питание, размножение. Необходимо знать использование этих грибов в народном хозяйстве: грибов-фикомицетов для получения кормового белка, грибов-гименомицетов для питания человека и диких животных. Осо­бое значение приобрело выращивание этих грибов в теплицах (шампиньоны, вешенка). Следует четко понимать роль в кру­говороте веществ автотрофов и гетеротрофов, их взаимосвязь и взаимозависимость. Роль грибов-сапрофитов в повышении плодородия почв, использование их как микоризо-образователей.

Изучая высшие архегониальные растения, четко усвойте строение представителей этой группы растений, чередование гаметофита (половое поколение) и спорофита (бесполое поко­ление) в жизненном цикле, выясните преобладающее поколе­ние. Необходимо усвоить, что в процессе эволюции высших растений шла редукция (упрощение) гаметофита и усложне­ние спорофита. Такое направление эволюции связано с при­способлением высших растений к жизни на суше. Крайнев сте­пени редукции гаметофит достигает у цветковых растений, а спорофит достигает высокой степени совершенства.

Обратите внимание на народнохозяйственное значение представителей этой группы растений и их роль в природе: использование торфа в сельском хозяйстве, роль мохообраз­ных в заболачивании территорий, хвощи как показатели кис­лых почв, использование спор плауна в медицине и металлур­гии.

Изучите разностороннее применение значение голосемен­ных растений особенно из порядка сосновых. Следует знать примеры растений, занесенных в Красную книгу СССР.

Среди цветковых растений изучите семейства из класса Двудольных растений: Лютиковые, Бобовые, Капустные (Крестоцветные), Пасленовые, Астровые (Сложноцветные), Сельдерейные (Зонтичные), Тыквенные, а среди класса Одно­дольных семейства: Мятликовые (Злаки), Лилейные, Лу­ковые. Следует знать строение вегетативных и генеративных органов растений этих семейств, характерных представителей и практическое значение.

В различных семействах необходимо выделить: культурные (овощные, плодовые, ягодные, масличные, зерновые и т. д.), дикорастущие, сорные, лекарственные, медоносные, декора­тивные, алкалоидные, дубильные и другие группы растений. Их применение в народном хозяйстве. План характеристики семейства приводится ниже.

Вопросы для самопроверки

Для самостоятельной проверки знаний служит программа и вопросы, помещенные ниже. Большую помощь при проверке знаний имеет выполнение схем жизненных циклов и рисунков, написание формул и диаграмм цветков, составление надписей к ним, а также проверка усвоения основных ботанических терминов, латинских и русских названий растений. При этом необходимо контролировать по учебнику или пособию пра­вильность ответов.

Низшие растения. Подцарства: предклеточные

таллофиты предъядерные, таллофиты беспластидные,

таллофиты ядерные

1. Систематика растений как наука. Таксономические (систематические) единицы растительного мира.

2. Понятие о виде у растений. Бинарная номенклатура. Филогенетические системы растительного мира.

3. Строение первых сухопутных растений.

4. Характерные признаки низших растений (среда оби­тания, строение тела, питание, размножение). Круговорот веществ в природе и роль в нем низших растений.

5. Классификация низших растений. Краткая характери­стика отделов.

6. Синезеленые водоросли, строение их клеток. «Цветение водоемов». Использование сапронелл в сельском хозяйстве и медицине.

7. Диатомовые водоросли, строение их клеток, размно­жение.

8. Зеленые водоросли. Строение их клеток, размножение, классификация. Хлорелла, ее использование в животноводст­ве и для космических полетов.

9. Важнейшие представители зеленых водорослей, их строение, размножение, среда обитания, роль в природе. Ох­рана низших растений.

10. Красные водоросли, среда обитания, строение и раз­множение.

11. Бурые водоросли, среда обитания, строение, размно­жение. Практическое значение бурых водорослей. Выращи­вание водорослей в культуре.

12. Общая характеристика грибов (среда обитания, строе­ние тела, питание, размножение). Классификация грибов.

13. Характеристика класса фикомицетов. Наиболее рас­пространенные грибы-паразиты из этого класса, строение их тела, размножение, роль в природе и сельском хозяйстве. Ис­пользование фикомицетов для получения кормового белка.

14. Характеристика класса сумчатых грибов. Формирова­ние сумки. Типы плодовых тел. Классификация.

15. Наиболее распространенные грибы-паразиты и грибы-сапрофиты из класса сумчатых, строение их тела, основные черты жизненного цикла. Вред, причиняемый культурным растениям грибами-паразитами.

16. Характеристика класса базидиальных грибов. Форми­рование базидии. Классификация.

17. Грибы-сапрофиты из класса базидиальных, строение их тела, размножение, роль в природе. Выращивание грибов-сапрофитов в теплицах. Правила сбора грибов в природе.Ядовитые грибы.

18. Грибы-паразиты из класса базидиальных, их строе­ние. Жизненный цикл однохозяйного и двухозяйного паразита. Основные понятия о мерах борьбы с грибами-паразитами. Вред, причиняемый культурным растениям грибами-парази­тами.

Высшие растения. Подцарства: предпобеговые архегониальные и побеговые архегониальные

1. Происхождение и пути развития высших растений.Классификация высших растений.

2. Приспособления высших растений к жизни на суше (морфологические, анатомические, биологические).

3. Понятие об архегониальных растениях. Строение ар- хегония и антеридия. Чередование гаметофита и спорофита в жизненном цикле.

4. Отдел Мохообразные растения (общая характеристи­ка). Строение и жизненный цикл кукушкина льна. Сфагнум и его роль в образовании торфа. Роль кукушкина льна и сфагнума в образовании болот. Использование торфа в сель­ском хозяйстве.

5. Отдел Плауновые. Строение и жизненный цикл равноспоровых (плаун булавовидный) и разноспоровых (селагинелла) плаунов.

6. Отдел Хвощевые. Жизненный цикл хвоща полевого. Строение гаметофита и спорофита. Хвощ как показатель кис­лых почв.

7. Отдел Папоротниковые. Строение и жизненный цикл мужского папоротника. Чередование гаметофита и спо­рофита. Разнообразие папоротников и их охрана

8. Отдел Голосеменные растения. Характерные предста­вители этого отдела, их распространение по поверхности земли. Голосеменные. Охрана и рациональное использование хвойных лесов.

9. Строение и жизненный цикл сосны обыкновенной. Строение мужского и женского гаметофита. Оплодотворение. Развитие семян.

10. Строение и эволюция гаметофита и спорофита совре­менных архегониальных растений.

11. Разноспоровость (на примере архегониальных расте­ний) и ее эволюционное значение.

Подцарство побеговые пестичные (цветковые)

1. Характерные признаки покрытосеменных растений. Класс Однодольные и класс Двудольные.

2. Филогенетические системы покрытосеменных расте­ний. Основные положения, лежащие в их основе.

3. Строение и эволюция цветка. Признаки высокой и низкой организации цветка.

4. Строение и развитие тычинки. Микроспорогенез. Строение мужского гаметофита цветковых растений.

5. Строение и развитие пестика. Мегаспорогенез. Строе­ние женского гаметофита цветковых растений.

6. Сем. Лютиковые. Характеристика вегетативных и ге­неративных органов на примере конкретных представителей. Формулы цветков. Дикорастущие, декоративные, лекарствен­ные растения из этого семейства и их использование. Латин­ские названия растений.

7. Сем. Камнеломковые. Ботаническая характеристика смородины.

8. Сем. Розановые. Строение листьев, цветков и плодов представителей подсемейств: шиповниковые, яблоневые, сли­вовые. Формулы и схемы цветков.

6. Строение и жизненный цикл сосны обыкновенной. Строение мужского и женского гаметофита. Оплодотворение. Развитие семян.

10. Строение и эволюция гаметофита и спорофита совре­менных архегониальных растений.

11. Разноспоровость (на примере архегониальных расте­ний) и ее эволюционное значение.

Подцарство побеговые пестичные (цветковые)

9. Характерные признаки покрытосеменных растений. Класс Однодольные и класс Двудольные.

10. Филогенетические системы покрытосеменных расте­ний. Основные положения, лежащие в их основе.

11. Строение и эволюция цветка. Признаки высокой и низкой организации цветка.

12. Строение и развитие тычинки. Микроспорогенез. Строение мужского гаметофита цветковых растений.

13. Строение и развитие пестика. Мегаспорогенез. Строе­ние женского гаметофита цветковых растений.

14. Сем. Лютиковые. Характеристика вегетативных и ге­неративных органов на примере конкретных представителей. Формулы цветков. Дикорастущие, декоративные, лекарствен­ные растения из этого семейства и их использование. Латин­ские названия растений.

15. Сем. Камнеломковые. Ботаническая характеристика смородины.

16. Сем. Розановые. Строение листьев, цветков и плодов представителей подсемейств: шиповниковые, яблоневые, сли­вовые. Формулы и схемы цветков.

9. Важнейшие дикорастущие и культурные растения из сем. Розановых. Их рациональное использование и охрана. Латинские названия растений.

10. Сем. Мотыльковые. Характеристика вегетативных и генеративных органов на примере конкретных представите­ лей. Формула цветка.

11. Важнейшие дикорастущие и культурные растения из сем. Мотыльковых. Латинские названия растений. Роль этих растений в повышении плодородия почвы и использование их в народном хозяйстве.

12. Сем. Льновые. Ботаническая характеристика льна.

13. Сем. Сельдерейные. Строение вегетативных и генера­тивных органов. Важнейшие культурные и дикорастущие ра­стения этого семейства. Ядовитые растения. Латинские назва­ния растений.

14. Сем. Виноградные. Ботаническая характеристика ви­нограда.

15. Сем. Пасленовые. Важнейшие овощные, ядовитые, ди­корастущие растения и их использование. Латинские названия растений.

16. Сем. Маревые. Ботаническая характеристика свеклы.

17. Сем. Капустные. Характеристика вегетативных и гене­ративных органов. Видоизменения вегетативных органов. Овощные, сорные, дикорастущие растения из этого семейст­ва, их использование. Латинские названия растений.

18. Сем. Тыквенные. Овощные и дикорастущие растения из этого семейства.

19. Сем. Астровые. Типы цветков и корзинок. Формулы цветков. Важнейшие представители этого семейства (овощ­ные, декоративные, сорные, лекарственные, дикорастущие), их значение.

20. Сем. Лилейные. Овощные, декоративные, дикорасту­щие растения из этого семейства, их значение. Латинские на­звания растений.

21. Сем. Луковые. Овощные, дикорастущие растения из этого семейства, их значение. Латинские названия растений.

22. Сем. Мятликовые. Характеристика вегетативных и генеративных органов. Схема строения простого колоска злаков.

23. Важнейшие зерновые, луговые, сорные злаки. Группы злаков по степени кормового достоинства и степени кущения. Латинские названия растений.

24. Культурные растения из класса Однодольных и клас­са Двудольных.

25. Декоративные растения из разных семейств.

26. Лекарственные, медоносные и ядовитые растения из разных семейств.

27. Сорные растения из класса Однодольных и класса Двудольных. Латинские названия растений.

28. Важнейшие пищевые и кормовые растения из разных семейств. Латинские названия растений.

Основы фитогеографии и экологии растений

1. География растений как наука, ее разделы. Понятие о флоре и растительности.

2. Флористическая география. Ареал и его типы. Флорис­тические царства.

3. Экологическая география. Влияние на растение раз­личных экологических факторов: воды, температуры, света,ветра, почвы, рельефа, биотических факторов.

4. Фитоценология (учение о растительных сообществах). Признаки растительных сообществ.

5. Типы растительного покрова. Краткая характеристика растительных зон России: тундра и лесотундра, лесная зона и лесостепь, степная зона, полупустыни и пустыни. Субтро­пическая зона России. Кормовая база для домашних животных в различных зонах страны. Охрана и рациональное использо­вание растительных ресурсов с учетом зональных особеннос­тей.

6. Вертикальная зональность. Растительность гор.

7. Основные принципы охраны растений.

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 2

Ниже приводятся 100 вариантов контрольной работы. Студент выполняет задание того варианта, номер которого соответствует последней цифре личного шифра, обозначенной по горизонтали, и предпоследней — по вертикали. Некоторые вопросы контрольной работы могут быть заменены при выда­че индивидуального задания после чтения лекции на I курсе.

При оформлении контрольной работы следует выполнять общие требования, которые изложены в начале методических указаний. Весь программный материал разбит на 98 вопросов. В каждом варианте имеется 9 вопросов, которые охватывают различные разделы курса. Как правило, во всех вариантах первые и вторые вопросы относятся или к общим вопросам систематики растений, или к низшим растениям, третьи и четвертые --к архегониальным растениям, с пятого по вось­мой -- к цветковым, девятые касаются ботанической геогра­фии.

Контрольные вопросы носят различный характер. Неко­торые задания затрагивают ботанические понятия (гаметофит, спорофит, зигота, спора и другие). Обычно в конце учебника имеется предметный указатель, пользуясь которым можно найти соответствующий раздел и дать краткий ответ на вопрос, кроме того, выше указано, к какому разделу от­носятся вопросы.

Если речь идет о систематическом положении вида рас­тения, то указываются таксономические (систематические) единицы более высокого ранга, к которым он относится: род, семейство, порядок, класс, отдел.

Большое внимание в контрольных заданиях уделяется ха­рактеристике условий местообитания растений. При описа­нии внешнего строения растения и его биологии (особенно оплодотворения, размножения) следует подчеркнуть приспо­собленность к условиям существования.

Если речь идет о какой-либо экологической группе рас­тений (бентосные или планктонные водоросли) или расте­ния с одинаковым способом питания (грибы-паразиты, грибы-сапрофиты), то в ответе следует рассмотреть несколько организмов, которые описаны в одном из учебников основ­ного списка литературы, а не ограничиваться одним — двумя примерами.

В контрольных заданиях имеется много вопросов сравни­тельного характера. В таком случае надо не просто описать два растения или два явления, а отметить черты сходства и различия и показать более совершенный тип строения.

При описании жизненного цикла архегониальных расте­ний должно быть четко показано чередование двух поколе­ний: гаметофита (половое поколение) и спорофита (бесполое поколение), а также отмечено преобладающее поколение.

Если в задании требуется описать эволюцию гаметофита или спорофита у определенной группы растений, то прежде всего следует указать, какие растения входят в эту группу, какое строение имеет гаметофит или спорофит, а также отме­тить, совершенствуется или упрощается их строение в процес­се эволюции, с чем это связано.

В каждом варианте имеется задание по характеристике определенного семейства цветковых растений. Семейство следует характеризовать по следующему плану:

1. Географическое распространение и среда обитания се­мейства.

2. Жизненные формы (деревья, кустарники, полукустар­ники, травы и другие) представителей семейства.

3. Подземные органы (тип системы, видоизменения корней и побегов) на конкретных примерах.

4. Надземные органы: стебли, листья и листорасположение, цветок (дать описание и формулу) и плод на конкретных при­ мерах.

5. Представители и их практическое значение по группам: зерновые, плодовые, ягодные, овощные, технические, кормо­вые, лекарственные, сорные, ядовитые, декоративные, медо­носные.

6. Рациональное использование и охрана растений дан­ ной группы. В список включаются наиболее важные растения. Видовые названия растений даются на латинском и русском языках.

В некоторых вопросах требуется привести примеры ра­стений, имеющих определенное практическое значение (ядо­витые, лекарственные, овощные, плодовые и другие). За ос­нову берутся семейства, которые указаны в «Списке основных семейств и видов растений», желательно использовать также и растения других семейств, руководствуясь учебником.

Ниже приводим пример характеристики семейства Бо­бовых по вышеуказанному плану.

1—2. Семейство Бобовые - Leguminosae, или Мотылько­вые - Papilionaceae, насчитывает около 12 тысян видов. В северных районах произрастания распространены деревья, кустарники, лианы, а в горах -- многолетние и однолетние травы. Большинство трав сосредоточено в умеренном и хо­лодном климате; деревья и кустарники приурочены к тропи­ческим и субтропическим районам.

3. В почве развивается стержневая корневая система с корневыми клубеньками.

4. Стебли прямостоячие, приподнимающиеся или ползучие, травянистые, деревянистые или полуодревесневшие. Листья редко простые (верблюжья колючка), чаще - сложные: тройча­тые (многие клевера, люцерна), или перистые — парнопери­стые (чина, желтая акация), или непарноперистые (белая акация, астрагал), реже пальчатосложные (люпин). Листья с прилистниками, которые иногда превращаются в колючки (желтая и белая акации), иногда имеются усики. Листорас­положение — очередное, иногда бывает розетка из прикорне­вых листьев.

Соцветия разнообразные: головка (клевер), кисть (лю­пин, эспарцет), метелка (донник). Цветок неправильный зи­гоморфный, мотылькового типа. Части цветка чаще всего представлены такими органами: чашечка сростнолистная, пятизубчатая, правильная или зигоморфная (двугубая). Мо­тыльковый венчик состоит из 5 лепестков: крупный верхний лепесток (флаг или парус), два боковых лепестка называ­ются веслами или крыльями, а два нижних срастаются от­части и образуют лодочку, у клевера все лепестки внизу сра­стаются и образуют трубочку.

Тычинок десять, чаще всего 9 тычинок срастаются, а одна свободная -двубратственный андроцей, иногда андроцей однобратственный — когда все тычинки срастаются (люпин, дрок), у некоторых представителей все 10 тычинок свободные (термопсис, софора). Завязь верхняя, одногнездная. Гинецей из одного плодолистика.

Цветки с двубратственным андроцеем.

Плод — боб, сухой, либо многосемянный, растрескивается по створкам (горох, фасоль), либо многосемянный, дробный (вязель), либо односемянный (клевер, эспарцет). Семена содержат большое количество белка — от 30 до 60%.

5. Далее следует перечислить представителей по хозяйст­венно ценным группам: Пищевые и кормовые бобовые:

Горох посевной — Pisum sativum

полевой — Pisum arvense

Соя щетинистая — Glycine hispida

Фасоль обыкновенная — Phaseolus vulgaris

Земляной орех подземный — Arachis hypogea

Клевер луговой - Trifolium pretense

розовый — Trifolium hybridum

ползучий — Trifolium repens Люцерна серповидная — Medicago falcata Вика волосистая — Vicia hirsuta

« посевная — Vicia saliva Горошек мышиный — Vicia cracca Горошек заборный — Vicia sepium Конские бобы — Faba bona

Далее следует перечислить медоносные, декоративные, лекарственные, сидеральные (используются как зеленые удобрения, люпин), бобовые растения.

6. В заключение отмечаются некоторые мероприятия по охране и рациональному использованию этих растений.

Ботаническая характеристика определенного растения может быть составлена по плану, в котором дается описание вегетативных (корень, стебель, лист) и генеративных (цветок, плод) органов растений. После ботанической характеристики растения приводятся указанные рисунки и схемы.

Почти во всех контрольных заданиях имеются вопросы, касающиеся характеристики отдельных органов цветковых растений. При ответе на эти вопросы за основу берутся рас­тения из семейств, указанных в «Списке важнейших расте­ний», но это не исключает возможности рассмотрения мор­фологического разнообразия органов на примере растений других семейств.

Последние вопросы в контрольных работах посвящены элементам ботанической географии растений. Для ответов на эти вопросы следует пользоваться пособиями по охране при­роды, а также учебниками по геоботанике и географии ра­стений.

Описывая растительность определенной зоны или какой-либо экологический фактор, следует освещать вопросы охра­ны природы.