наставления по ботанике

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЯТИГОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНСТВА

ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ»

Кафедра ботаники

Галкин М.А., Серебряная Ф.К., Елисеева Л.М., Хромцова Е.Н.,

Телицына И.В., Соромытько Ю.В, Безроднова Е.И.

НАСТАВЛЕНИЯ К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ (ВНЕАУДИТОРНОЙ)

РАБОТЕ СТУДЕНТОВ ПО БОТАНИКЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ДЛЯ СТУДЕНТОВ 2 КУРСА (2,3 СЕМЕСТРЫ) ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БОТАНИКА» (С2.Б9)

(очная форма обучения)

Пятигорск 2007

2

УДК 581.4'8(076.5)

ББК 28.56я73

Г 16

Рецензент: Профессор кафедры фармакогнозии, д.ф.н. О.И.Попова

H16 Наставления к самостоятельной (внеаудиторной) работе студентов по ботанике: Методические рекомендации по выполнению лабораторно-практических работ для студентов 2 курса (2,3 семестры) по дисциплине «Ботаника» (С2.Б9) (очная форма обучения)./ М.А. Галкин [и др.] Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2007.- 89с.

Методические рекомендации разработаны на кафедре ботаники (зав. кафедрой, проф. М.А. Галкин) в соответствии с учебной программой по ботанике. Цель методических рекомендаций направлена на помощь студентам в самостоятельной проработке материала, необходимого для выполнения лабораторно-практических работ.

УДК 581.4'8(076.5)

ББК 28.56я73

Г 16

Допущено к внутривузовскому изданию Председатель ЦМС, В.В. Гацан профессор Протокол №27 от «14» декабря 2007 г.

© Пятигорская государственная фармацевтическая академия, 2007

5

Тема 1. Предмет и методы морфологии растений. Понятие о жизненной форме у высших растений. Жизненные формы растений. Классификация членов и органов сосудистых растений.

Цель занятия: изучить многообразие жизненных форм высших растений и классификацию членов и органов сосудистых растений.

Задания для самостоятельной работы:

1.Определение жизненной формы.

2.Типы жизненных форм и их определение.

3.Определение низших растений.

4.Определение высших растений.

Теоретические основы практического занятия:

Ботаника - это раздел биологии, который изучает растения, их строение,

функции, развитие, систематическое разнообразие, географическое распространение и т.д. В зависимости от этого в ботанике выделяют несколько разделов, каждый имеет свои задачи, методы, объекты изучения. Морфология растений изучает их внешнее строение. Основными ее методами являются наблюдение, сравнение, эксперимент.

Растения - это особое царство живых организмов, которые имеют в клетках оформленное ядро, изначально способны синтезировать пигмент хлорофилл в хлоропластах, который в совокупности со световой энергией обеспечивает процесс фотосинтеза. Растения - паразиты не имеют хлорофилла,

они используют органические вещества растения-хозяина.

В зависимости от морфологической организации растений, их можно разделить на низшие и высшие. Низшие растения (водоросли) имеют тело, не расчлененное на органы, и представлено одиночной клеткой, колонией клеток или многоклеточным слоевищем (талломом), которое может быть нитчатым,

пластинчатым, лентовидным и т.д., обитают в воде или сырых местах.

Высшие растения (моховидные, плауновидные, хвощевидные,

папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные) имеют тело,

расчлененное на вегетативные органы – листостебельные побеги и корни (у

моховидных корней нет). Вегетативные органы растения обеспечивают

6

функции питания, обмена веществ с внешней средой, а также могут участвовать в вегетативном размножении. Высшие растения в основном наземные, хотя есть и водные.

Высшие растения резко отличаются друг от друга по своему внешнему облику или габитусу, т.е. имеют разные жизненные формы. Жизненная форма

(биоморфа) – это своеобразный внешний облик растения, который возникает в процессе онтогенеза в результате адаптивного развития в определенных экологических условиях и отражает совокупность основных приспособительных черт к факторам среды обитания.

Различают три основные жизненные формы: деревья, кустарники, травы.

Деревья – это многолетние растения высотой от 40 см. до сотен метров,

имеющие один четко выраженный стебель – ствол, который существует в течение всей жизни растения (липа, береза, клен, яблоня). Боковые ветви ствола образуют крону. Ствол и ветви покрыты пробкой. Основная форма деревьев прямостоячая. Форма кроны при этом может быть округлой, конусовидной,

пирамидальной, зонтиковидной и др. Есть деревья с полегающим, стелющимся стволом и кроной, например, сибирский кедровый стланец, европейская горная сосна и др. Это стланцы, которые приобретают такое положение в крайних условиях существования. Есть деревья лиановидные, когда ствол лазящий или обвивает опору, например, многие виды винограда.

Кустарники – это многолетние растения, имеющие несколько основных стеблей - стволиков, которые постепенно сменяются новыми. Побеги кустарников покрыты пробкой. Высота кустарников от 0,5 до 6,0 метров

(орешник, сирень, спирея, карагана). Кустарники также есть прямостоячие,

стелющиеся, лиановидные. Низкорослые кустарники высотой не более 60 см., а

в среднем 1030 см, называются кустарничками. Например, черника, брусника.

Существуют полудревесные формы растений, у которых надземные побеги частично одревесневшие, а частично травянистые. Травянистые части побегов ежегодно отмирают. Сюда относятся полукустарники и полукустарнички, которые различаются между собой общими размерами и размерами одревесневших частей. Примерами являются: полынь, тимьян,

7

лаванда, шалфей и др. Полукустарники с вьющимися стеблями называются полукустарниковыми лианами (паслен сладко-горький).

Травы – это растения, у которых полностью отмирает надземная часть, а у некоторых и подземная. Травы подразделяют на однолетние, двулетние и многолетние. Однолетние травы существует один вегетационный период, они полностью отмирают после плодоношения и возобновляются семенами

(живокость, ноготки, астра). Двулетние травы существуют два вегетационных периода, в первый год они формируют вегетативный побег – прикорневая розетка листьев на укороченном стебле, а на второй год цветут и плодоносят

(капуста, морковь, свекла). Многолетние травы существуют много лет.

Ежегодно их надземная часть отмирает, но сохраняется подземная, которая может быть в виде корнеплодов, корнеклубней, корневищ, луковиц, клубней.

Тело высшего растения можно разделить на члены и органы. Члены образуют вегетативное тело растения. Различают осевые члены (корень,

стебель) и боковые (листья). Органы растения участвуют в образовании спор,

гамет, размножении и распространении (стробилы, цветки, плоды, семена).

Вопросы для самопроверки:

1.Что изучает ботаника?

2.Какие разделы выделяют в ботанике?

3.Какими методами пользуется морфология растений?

4.Какие растения называются низшими? Примеры.

5.По каким признакам определяются высшие растения? Примеры.

6.Что называется жизненной формой растения?

7.Какие жизненные формы встречаются у высших растений?

8.Какую морфологическую характеристику можно дать дереву, кустарнику?

9.На какие члены и органы можно разделить тело высшего растения?

Рекомендуемая литература:

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. - С.-Пб., 2001.-С. 30-31; 169 – 171.

Галкин М.А., Балабан Л.В. Ботаника. Лекционный курс.- Пятигорск, 2001.-С

12; 15-16;20-22;26-27; 32.

8

Тема 2. Основные понятия морфологии растений: ветвление, явление

симметрии, метаморфоз, гомологии, аналогии, редукции, атавизм.

Цель занятия: изучить типы ветвления у растений, проявление таких явлений в мире растений как симметрии, метаморфоз, гомологии, аналогии, редукции,

атавизм.

Задания для самостоятельной работы:

1.Определение ветвления.

2.Типы ветвления и их определения.

3.Типы симметрии и их определения.

4.Метаморфозы, встречающиеся у высших растений.

Теоретические основы практического занятия:

Ветвление – это образование системы разветвленных осей. В результате ветвления увеличивается общая площадь соприкосновения с окружающей средой и размеры тела. Различают несколько типов ветвления, которые осуществляются у разных групп растений по-разному:

1.Дихотомическое ветвление – это верхушечное ветвление, при котором ось делится на две новые одинаково развитые оси второго порядка, они в свою очередь также делятся на две оси третьего порядка и т.д. Такой

тип ветвления характерен для многоклеточных водорослей, плаунов.

Это самый древний, примитивный тип ветвления.

2.Моноподиальное ветвление – это боковой тип ветвления, когда главная ось нарастает неограниченно долго, образуя моноподий за счет деятельности одной верхушечной меристемы, а несколько ниже ее верхушки образуется боковые оси в акропетальном (снизу вверх)

направлении. Каждая боковая ось способна давать боковые оси следующего порядка и т.д. Такой тип ветвления характерен для мхов,

хвощей, голосеменных и многих покрытосеменных растений.

3.Ложнодихотомическое ветвление – это боковой тип ветвления, когда верхушечная меристема (почка) на определенном этапе прекращает свою деятельность, а несколько ниже начинает функционировать две боковые почки, образуя побеги второго порядка, которые по длине

9

превосходят главный. Эти побеги также прекращают свой рост,

возникают побеги третьего порядка и т.д. Такой тип ветвления характерен для гвоздичных и др.

4.Симподиальное ветвление – это боковой тип ветвления. Симподий – это составная ось, возникшая в результате перерастания материнской оси дочерними разных порядков. Симподиальное ветвление возникло из дихотомического, когда одна из раздвоенных ветвей преобладает в росте

(селагинелла) и из моноподиального, когда под верхушечной почкой

развивается одна боковая ее превосходящая (береза, липа, лютик).

Ветвление побегов лежит в основе формирования кроны деревьев и кустарников.

Симметрия – это явление свойственное неживой и живой материи.

Симметричными считаются такие предметы, через которые можно провести хотя бы одну плоскость симметрии, которая разделит его на две зеркально подобные части. В зависимости от количества проведенных плоскостей симметрии различают объекты: 1) моносимметричные – одна плоскость симметрии (стелющиеся побеги, цветок гороха и др.); 2) билатеральные – две взаимно перпендикулярные плоскости симметрии (стебли опунции, листья ириса и др.); 3) полисимметричные (радиальные) – три и более плоскостей симметрии (стебли, корни многих растений, цветки картофеля, тюльпана,

ландыша и др.); 4) асимметричные – нельзя провести ни одной плоскости симметрии (листья вяза, бегонии, цветки валерианы, канны).

Моносимметричные цветки называются зигоморфными;

полисимметричные – актиноморфными. На тип симметрии влияет способ роста органа или растения в целом. При плагиотропном росте (параллельном поверхности субстрата) формируются моносимметричные органы; при ортотропном (вертикальном) росте формируется радиальная симметрия.

Метаморфозы – это наследственно закрепленные видоизменения членов растения, возникшие в процессе эволюции как приспособления к выполнению определенных функций. Метаморфозы побегов: луковица,

клубень, корневище, усы, колючки и др. Метаморфозы корней: корнеплоды,

10

корнеклубни и др. Метаморфозы листьев: усики, иголки, ловчие аппараты

насекомоядных растений и др.

Гомологичные органы – это органы, имеющие одинаковое происхождение и выполняющие одинаковые или разные функции. Например:

листья разных растений, почечные чешуйки, чешуи луковицы и др. В основе их формирования лежат процессы дивергенции – расхождение признаков.

Аналогичные органы – имеют различное происхождение, но внешне сходны и выполняют сходные функции. Например: колючки барбариса,

шиповника, боярышника. В основе их возникновения лежат процессы конвергенции – схождение признаков.

Редукция – это утрата (недоразвитие) некоторых структур, в результате чего орган может превратиться в рудимент и утратить свое значение.

Например: редуцированы зеленые литья у растений-паразитов, чашелистики у сложноцветных и т.д.

Атавизм – проявление признаков далеких предков: цельные листья у проростков картофеля, появление 10 тычинок у некоторых первоцветных и др.

Вопросы для самопроверки:

1.Что называется ветвлением?

2.Какое значение имеет ветвление?

3.Какие типы ветвления существуют?

4.Как охарактеризовать каждый тип ветвления?

5.Что такое симметрия?

6.Какие типы симметрии существуют?

7.Что называется метаморфозами?

8.Какие функции выполняют метаморфозы корней, стеблей, листьев?

9.По каким признакам различаются гомологичные и аналогичные органы растений?

10.Что такое редукции и атавизмы?

Рекомендуемая литература:

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. - С.-Пб., 2001. — С. 118 – 120.