III.6. Отдел Покрытосеменные, или Цветковые растения – Angiospervae, или Magnoliophyta
Покрытосеменные - самый большой отдел высших растений, занимающий в растительном мире господствующее положение. Наиболее характерной отличительной чертой является наличие у них цветка и плода, в котором созревают семена. Цветок развивается из почки, как укороченный побег, несущий репродуктивную функцию. Типичный цветок состоит из цветоложа, околоцветника, андроцея и гинецея. Каждый пестик может быть образован из одного или нескольких плодолистиков. Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. В завязи находятся семязачатки. После опыления и двойного оплодотворения из завязи развивается плод, а из семязачатков – семена (рис. 36). В жизненном цикле всегда преобладает спорофит.
Существенным отличительным признаком цветковых растений является процесс двойного оплодотворения, в результате которого образуется зародыш и триплоидный эндосперм. Как известно, эндосперм голосеменных возникает из женского гаметофита и образуется до оплодотворения; эндосперм голосеменных является гаплоидным. Эндосперм цветковых является носителем не только материнской, но и отцовской наследственности.
Покрытосеменные издавна подразделяют на два класса: двудольные и однодольные.
Для определения принадлежности растения к тому или иному классу нельзя основываться только на одном признаке из приведенного перечня, а надо брать всю совокупность их.
Рис. 36. Чередование поколений в жизненном цикле покрытосеменных растений:
1 – взрослый спорофит; 2 – цветок, 3 – пыльник (микроспорофилл), рассеивающий микроспоры; 4- завязь (сумма мегаспорофиллов – плодолистиков) с 1 семязачатком и 1 мегаспорой; 5 – пыльцевое зерно, в котором микроспора формирует 2-ядерный молодой мужской гаметофит; 6 - образование зрелого мужского гаметофита (пыльцевой трубки) и двух мужских гамет – спермиев с пареллельным формированием зрелого женского гаметофита (зародышевого мешка) с яйцеклеткой и центральным диплоидным ядром; 7 – проникновение спермиев в зародышевый мешок с последующим слиянием одного из них с яйцеклеткой, а второго – с центральным ядром (двойное оплодотворение); 8 – плод с семенами, 9 – зрелое семя; 10 – разрез чемени с зародышем и окружающим его триплоидным эндоспермом (развивающимся из оплодотворенного центрального ядра);
11 – проросток
Отличительные признаки двудольных и однодольных.
-
Двудольные
Однодольные
Зародыш имеет две семядоли, которые, как правило, прорастают наземно.
Цветки пятичленные, реже четырехчленные или многочленные.
Листья простые и сложные с сетчатым или пальчатым жилкованием, четко разделены на черешок и пластинку.
Характерен вторичный рост осевых органов за счет деятельности камбия; проводящая система состоит из одного кольца открытых проводящих пучков с камбием; кора и сердцевина хорошо дифференцированы.
Зародышевый корешок вырастает в главный корень, несущий боковые корни; корневая система по форме чаще стержневая.
6. Древесные, кустарниковые и травянистые растения.
Зародыш с одной семядолей, которая в большинстве случаев прорастает подземно.
Цветки трехчленные, иногда 4- или 2-членные, но никогда не бывают 5-членными.
Листья простые с параллельным или дуговым жилкованием, не разделены на черешок и пластинку, часто с влагалищами.
4. Вторичного роста ввиду отсутствия камбия нет; проводящая система состоит из беспорядочно разбросанных закрытых проводящих пучков; обычно нет ясно выраженной коры и сердцевины.
5.Зародышевый корешок более или менее рано отмирает, вместо главного корня образуются придаточные корни; корневая система чаще мочковатая.
Обычно травы, иногда вторичные древовидные формы (пальмы).
До определения растения, необходимо составить его морфологическое описание, зарисовать характерных частей растения и его цветка, написать формулу и диаграмму цветка.
Ниже приводится схема морфологического описания растения, которая в качестве образца подойдет для всех семейств покрытосеменных.
Р а с т е н и е (название):
а) древесное, кустарниковое, травянистое (многолетнее, двулетнее, однолетнее)
б) двудольное, однодольное
2. К о р н е в а я с и с т е м а:
а) главного корня, придаточных корней, смешанная
б) форма: стержневая, мочковатая, ветвистая
в) видоизменения корня: клубни, корнеплод, клубеньки
3. С т е б е л ь:
а) прямостоячий, вьющийся, цепляющийся, ползучий
б) ветвистый, неветвящийся
в) опушенный, голый
г) форма поперечного сечения: округлая, четырехгранная, трехгранная
д) видоизменения побега: корневище (горизонтальное, вертикальное; длинное, короткое; тонкое, толстое), луковица (пленчатая, чешуйчатая), клубни (подземные, надземные), усы, колючки
4. Л и с т ь я:
а) простые
черешковые, сидячие, влагалищные
без прилистников, с прилистниками, с раструбом
форма пластинки
форма края: цельная, пильчатая, зубная, городчатая
жилкование: перистое, пальчатое, параллельное, дуговое
форма верхушки:
форма основания:
б) сложные
без прилистников, с прилистниками
форма листа
форма листочка:
форма края листочка: цельная, пильчатая, зубчатая, городчатая
в) листорасположение: очередное, супротивное, мутовчатое, прикорневая розетка
г) видоизменения: колючки, усики, филлодии
5. С о ц в е т и е:
а) моноподиальное:
простое: колос, сережка, початок, кисть, щиток, зонтик, головка, корзинка
сложное: сложный колос, сложный зонтик, метелка
б) симподиальное:
монохазий (завиток, извилина), дихазий, плейохазий
в) соцветия нет – цветки одиночные
6. Ц в е т о к:
а) актиноморфный, зигоморфный
б) околоцветник: двойной, простой (венчиковидный, чашечковидный), цветок голый
в) чашечка: свободная, сросшаяся (форма срастания), число долей
г) венчик свободный, сросшийся (форма срастания), число долей, окраска; имеется шпорце, нектарий, шлем
д) андроцей: многобратственный, двубратственный, однобратственный; число тычинок
е) гинецей: простой (апокарпный, ценокарпный, число плодолистиков), сложный (число пестиков)
ж) пестик имеет: завязь верхнюю, нижнюю, полунижнюю; число столбиков.
7. П л о д:
а) простой: сухой многосемянной: листовка, боб, стручок, стручочек, коробочка сухой односемянной; орех, орешек, семянка, крылатка, зерновка, желудь
сочный многосемянной: яблоко, ягода, тыквина, померанец
сочный односемянной: костянка (сочная, сухая)
б) сложный: сложная листовка, сложная семянка, сложный орешек, сложная костянка
в) соплодие
Вопросы для самоконтроля
Каковы характерные особенности покрытосеменных растения?
В чем суть эвантовой, псевдантовой и теломной гипотез происхождения цветка?
Каковы принципы классификации покрытосеменных?
Назовите таксономические категории от высочайшего ранга до наиболее низшего.
Что такое таксон? Кто является автором бинароной номенклатуры? В чем ее суть?
Охарактеризуйте типы систем. Какие ученые внесли свой вклад в разработку систем растительных организмов?
В чем преимущества современных филогенетических систем?
Укажите характерные признаки низших и высших растений.
Какие жизненные формы характерны клеточным организмам?
На какие царства подразделяется надцарство эукариоты?
Какие группы растений включает царство растений?
Каковы принципы классификации семенных растений?
Каковы признаки примитивной и высокоорганизованной структуры вегетативных и репродуктивных органов покрытосеменных?
Каковы морфологические признаки двудольных? Как классифицируют двудольные?
Каковы морфологические признаки однодольных? Как классифицируют однодольные?