3.9. Отдел покрытосеменные(цветковые)

План:

1. История изучения покрытосеменных растений.

2. Общая характеристика покрытосеменных растений.

3. Цикл развития покрытосеменных.

4. Происхождение покрытосеменных.

5. Систематика покрытосеменных.

6. Сравнительная характеристика классов двудольные и однодольные.

Рекомендуемая литература:

Теоретическая часть

В 79 г. до н.э. древнеримский мыслитель Плиний Старший описал более 1000 растений, уделив особое внимание лекарственным и плодовым.

Итальянский ботаник А. Чезальпино в 1583 г. опубликовал сочинение «16 книг о растениях», в котором представил искусственную систему растительного мира. Он разделил весь растительный мир на 2 отдела (1 -деревья и кустарники, 2 - полукустарники и травы). Эти 2 отдела объединяли 15 классов. Причем 14 классов - это цветковые растения, а 15-ый - все остальное (водоросли, лишайники, мхи и т.д.).

В начале XVH века итальянский ученый Лука Гини стал засушивать растения сделав, т.о., первый гербарий.

Швейцарский биолог Каспар Баугин в 1620 г. описал 6000 видов растений, название каждого вида состояло из двух частей. Он впервые применил бинарную номенклатуру.

В 1628 - 1707 г. английский ученый Джон Рей дал определение вида. Он впервые разделил цветковые растения на двудольные и однодольные.

Французский ботаник Ж.П.Турнефор (1656-1708) сформулировал понятие рода и описал около 500 семейств.

Шведский ученый Карл Линней в 1735 г. опубликовал труд «Система природы», где разделил весь растительный мир на 24 класса. Семенные растения Линней объединил в 23 класса. Все остальные вошли в 24-ый класс.

В 1753 г. Карл Линней опубликовал гигантский труд «Виды растений» (Index plantarum), в котором он описал 10 000 видов, причем всем растениям были даны двойные названия.

В 1789 г. вышла книга А.-Л Жюсье «Рода растений», с которой начинается новая эра в систематике растений - естественная систематика. Жюсье дал описание более 20 000 видов растений.

В 1813 г. вышла в свет «Элементарная теория ботаники» швейцарского ученого О. Де Кандолля. По его системе составлялись флористические сводки на протяжении целого века. Многие таксоны, установленные им, сохранились в ботанике до наших дней. В монументальном многотомном труде, начатом О.Де Кандолля и продолженном его сыном и внуком «Введение в естественную систематику растительного мира» описано около 75 000 видов растений.

30-томное издание «Флора СССР» было опубликовано за период с 1934 по 1964 г. В нем дано описание свыше 18 000 видов, произрастающих на территории бывшего СССР.

Цветковые растения (покрытосеменные) - самый обширный отдел растительного мира Он насчитывает в настоящее время около 235 000 видов растений. Важнейшей отличительной особенностью покрытосеменных является наличие у них особого генеративного органа - цветка. Цветок представляет собой своеобразный видоизмененный спороносный побег. В связи с появлением цветка, у покрытосеменных растений возник целый ряд эволюционно продвинутых приспособлений:

1. Уменьшение доли гаметофита в жизненном цикле. Мужской гаметофит представлен у них двухклеточным пыльцевым зерном. Одна из этих клеток образует впоследствии 2 спермия. Женский гаметофит представлен восьмиядерным зародышевым мешком. Антеридии и архегонии отсутствуют! Для покрытосеменных характерен особый половой процесс, получивший название двойного оплодотворения, в ходе которого ипользуются оба спермия пыльцевой трубки.

2. Споровое поколение - спорофит покрытосеменных устроено чрезвычайно разнообразно и представлено всеми жизненными формами растений - деревьями, кустарниками, древесными лианами и травами.

Уникальная особенность цветковых — наличие двойного оплодотворения. Наряду с обычным образованием зиготы в результате слияния одной из мужских гамет с яйцеклеткой, происходит слияние второго спермия с центральным (диплоидным) ядром зародышевого мешка. Из этого оплодотворенного ядра развивается участок триплоидной запасающей ткани семени - эндосперм. Стенки завязи после оплодотворения разрастаются, в результате чего формируется особое образование – плод, заключающий семена. Плоды защищают семена и имеют множество приспособлений для их распространения.

До сих пор ботаники единодушно не могут ответить на вопросы: где возникли цветковые растения, когда и кто был их предком.

Единственным неоспоримым фактом остается то, что в середине мелового периода (мезозой), около 120 млн. лет назад цветковые, совершенно неизвестные ранее в геологической летописи планеты, внезапно и в огромном многообразии появляются на эволюционной сцене. Возможно, это объясняется тем, что в условиях климатических изменений мелового периода (каких?) древние покрытосеменные приобрели значительные преимущества и получили массовое развитие. Большинство специалистов считают покрытосеменные группой монофилетической, т.е. возникшей от единого предка. Возможно, в роли предка выступают полностью вымершие семенные папоротники. Предполагается, что местом возникновения первичных покрытосеменных могла быть Юго-Восточная Азия, а могла и не быть.

Общепринятой системы классификации покрытосеменных нет. Однако их принято делить на 2 класса: двудольные и однодольные. Из общего числа видов цветковых растений двудольные составляют около 80%. Они насчитывают 292 семейства. Класс однодольных объединяет около 20% цветковых растений и насчитывает около 80 семейств.

Имеется 6 основных отличий между классами:

1. Для класса двудольные характерен зародыш с двумя семядолями, которые при прорастании выносятся над землей. У однодольных зародыш с одной семядолей, которая при прорастании семени остается под землей.

2. У двудольных листья простые или сложные, обычно четко разделены на черешок и листовую пластинку.

3. Жилкование листьев обычно перистое или пальчатое у двудольных, а у однодольных – параллельное или дуговидное.

4. Для двудольных характерен вторичный рост в результате деятельности камбия. Проводящие пучки открытого типа. У однодольных вторичный рост отсутствует. Проводящие пучки закрытого типа.

5. У двудольных первичный корешок обычно развивается в главный корень, т.о. корневая система – стержневая. У однодольных первичный корешок рано отмирает, заменяясь придаточными корнями. Корневая система - мочковатая.

6. Двудольные - это древесные или травянистые растения, возникшие из древесных на основе приобретения ими возможности к половому размножению на ранних этапах онтогенеза. Этот процесс назвали неотения. Однодольные напротив, травы или вторичные древовидные формы (почему?), возникшие на основе удлинения срока жизни. Первичные древесные формы отсутствуют.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Лабораторная работа № 9

Вегетативные органы покрытосеменных растений. Лист

Цель работы: изучить анатомию и морфологию листа.

Оборудование: гербарий «Морфология листа», раздаточный материал: определительные таблицы по морфологии листа, таблицы « Листья простые и сложные», «Анатомия листа», микроскоп, постоянный препарат «Поперечный срез листа камелии».

Ход работы:

1. С помощью таблиц и гербария изучите основные морфологические типы листа.

2. Составьте морфологическое описание листа, имея гербарий и определительную таблицу.

Название растения	Тип листа (простой или сложный)	Форма листовой пластинки (или листочка сложного листа)	Форма края листовой пластинки	Степень рассеченности листовой пластинки

3. С помощью таблицы изучите анатомическое строение листа.

4. Под микроскопом рассмотрите препарат «Поперечный срез листа камелии», зарисуйте его и укажите:

1 - эпидермис;

2 - устьица;

3 - столбчатый мезофилл;

4 - губчатый мезофилл;

5 - проводящий пучок (жилку в составе которой ксилема и флоэма).

5. Сделайте выводы по работе о морфологии и анатомии листа покрытосеменных растений.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________