наставления по ботанике

21

Теоретические основы практического занятия:

Соцветие – это часть побега, несущая цветки, более или менее отграниченная от вегетативной части растения. Как правило соцветия расположены около верхней части растения. Количество цветков колеблется от

2 до нескольких тысяч. Соцветия по строению можно классифицировать как простые и сложные, цимоидные и ботриоидные, открытые и закрытые,

фрондозные, брактеозные и эбрактеозные.

Простое соцветие имеет главную ось, боковые оси, которые являются цветоножками и несут цветки. Примерами простых соцветий являются кисть ландыша, колос подорожника, зонтик примулы и другие. Простые соцветия делят на 3 группы: кистевидные, колосовидные и головковидные. Кисть – самое простое и распространенное соцветие, для которого характерны хорошо выраженные цветоножки и удлиненные междоузлия. Щиток и зонтик – это тоже кистевидные соцветия, однако зонтик имеет укороченную главную ось и хорошо развитые цветоножки. Для щитка характерны цветки, расположенные на одном уровне (щиток груши). Колосовидные соцветия – это колос, сережка и початок. У них хорошо выражена главная ось, а цветки почти сидячие за счет короткой цветоножки. Сережка является поникающей разновидностью колоса,

у початка имеется толстая разросшаяся ось соцветия (початок белокрыльника).

Головка и корзинка – головковидные соцветия. Головка имеет редуцированные цветоножки и округлую утолщенную ось (головка кровохлебки), корзинка обычно окружена оберткой (у сложноцветных).

Сложные соцветия отличаются тем, что их боковые оси их (паракладии)

ветвятся, образуя оси первого, второго и последующих порядков. Часть сложного соцветия, расположенная на боковой оси называется парциальным соцветием, которое по строению сходно с простым соцветием. Наиболее обычное сложное соцветие – метелка. Для нее характерно постепенное уменьшение степени ветвления боковых осей от основания к верхушке

(метелка сирени). Сложный щиток имеет укороченные междоузлия главной оси и сильно развитые междоузлия боковых осей, при этом боковые цветки достигают уровня верхушечного цветка. У сложной кисти парциальные

22

соцветия являются простыми кистями (кисть донника). У антелы междоузлия боковых осей сильно удлиняются и верхушечный цветок оказывается на дне воронки (антела лабазника). Сложный колос имеет сидячие цветки, а

парциальные соцветия – простые колосья ( сложный колос злаков). У сложного зонтика оси хорошо развиты, парциальные соцветия называют зонтичками (у

сложноцветных).

Агрегатные соцветия характерны тем, что ветвление главной оси отличается от ветвления парциальных соцветий. Метелка зонтиков – метельчато ветвящееся соцветие, несущее на концах зонтики, метелка корзинок

- метельчато ветвящееся соцветие, несущее на концах корзинки, кисть корзинок – кистевидное соцветие, несущее на концах корзинки, колос корзинок

– колосовидное соцветие, тоже несущее на концах корзинки.

По способу ветвления боковых осей, волне зацветания различают ботриоидные и цимоидные соцветия. Для ботриоидных соцветий характерно моноподиальное ветвление и акропетальное распускание цветков,т. е. снизу вверх. Боковые оси цимоидных соцветий ветвятся симподиально, а цветки распускаются чаще от верхушки к основанию (базипетально).

Вопросы и задания для самопроверки:

1.Что такое соцветие?

2.В чем биологический смысл соцветия?

3.Что такое простое соцветие?

4.Перечислите части простого соцветия?

5.Что такое сложное соцветие?

6.Перечислите части сложного соцветия?

7.Как называются видоизмененные листья соцветия?

8.На основании чего выделяют ботриоидные и цимоидные соцветия?

9.Что такое ботриоидные соцветия?

10.Что такое цимоидные соцветия?

11.Назовите простые ботриоидные соцветия.

12.Назовите сложные ботриоидные соцветия.

13.Какому типу соцветий относится антелла?

23

14.Какому типу соцветий относится метелка?

15.Какие вы знаете агрегатные соцветия?

Рекомендуемая литература:

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. -С.- Пб., 2001.- С.205-212.

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

С.30-31.

Тема 7. Морфология и классификация плодов.

Цель занятия. Изучить морфологию плодов и принципы их классификации.

Задания для самостоятельной работы:

1.Что такое плод?

2.Части плода. Части перикарпия. Зарисовать костянку в разрезе,

обозначить слои перикарпия.

3.Принципы классификации плодов: морфологический и морфогенетический.

4.Определение соплодий. Примеры соплодий.

Теоретические основы практического занятия:

Плод – это орган растения, несущий семена, развивающийся из цветка после оплодотворения. Проще говоря, плод – это зрелый цветок.

Важной частью плода является перикарпий или околоплодник. Это стенка плода, окружающая семена. Она образуется из стенок завязи и других частей цветка (чашечки, цветоложа). В перикарпии обычно выделяют три слоя:

наружный (экзокарпий), средний (мезокарпий), внутренний (эндокарпий).

Вспомним, как выглядит плод вишни: в этом случае экзокарпием является верхний тонкий блестящий слой, мезокарпием – сочная часть, а эндокарпием – твердая косточка, окружающая семя. У однокостянки хорошо различимы все три слоя, однако есть ряд плодов, у которых даже анатомически плохо различимы слои перикарпия. Существует две классификации плодов:

морфологическая и морфогенетическая.

Морфологическая классификация основана исключительно на морфологических признаках, таких как консистенция околоплодника,

24

количество семян, гнезд, способ вскрытия плода и другие. Например, плод боб по морфологической классификации будет относиться к сухим, простым,

многосемянным плодам. Морфогенетическая классификация основана главным образом на типе гинецея. Различают четыре типа плодов,

соответствующих типам гинецея: апокарпии, монокарпии, ценокарпии,

псевдомонокарпии.

В апокарпиях каждому отдельному пестику соответствует свободный плодик в зрелом плоде. К ним относят многолистовку (пион), многокостянку

(малина), многоорешек (лапчатка) и разновидности многоорешка – цинародий

(шиповник), фрагу (земляника).

К монокарпиям относят следующие плоды: боб (горох), однолистовку

(воронец), однокостянку (вишня), одноорешек (репешок). Монокарпии образуются из цветков с верхней завязью.

Плоды-ценокарпии – наиболее обширная и разнообразная группа. В его основе лежит ценокарпный гинецей, образованный сросшимися плодолистиками. Ценокарпии обычно имеют несколько гнезд, образуются из верхней и нижней завязи. К ним относятся ягода (томат), коробочка (мак),

ценокарпная листовка (водосбор), стручок, стручочек (крестоцветные),

вислоплодник (укроп), калачики (мальва), ценобий (губоцветные), пиренарий

(липа), яблоко (яблоня) и другие.

Плоды - псевдомонокарпии обычно одногнездные, с одним семязачатком.

К ним относят орех (лещина), желудь (дуб), Псевдомонокарпная костянка

(грецкий орех), семянка (подсолнечник), зерновка (злаки).

Соплодия – это совокупность зрелых плодов, образовавшихся из цветков одного соцветия. Примерами соплодий могут служить гроздь ягод винограда, щиток яблочек боярышника, плод ананаса.

Вопросы и задания для самопроверки:

1.Что такое плод?

2.Каков биологический смысл наличия плода?

3.Какая часть цветка обязательно участвует в образовании плода?

4.Что такое перикарпий?

25

5.Назовите слои перикарпия.

6.На каких признаках основана морфологическая классификация?

7.К какому типу плодов, согласно морфологической классификации,

принадлежат коробочка и стручок, яблоко и ягода?

8.Перечислите типы гинецея и типы плодов, соответствующих этим типам гинецея.

9.Дайте названия плодам следующих растений: арахис, грецкий орех,

фундук.

10.Перечислите растения, имеющие плод яблоко, ягоду.

Рекомендуемая литература:

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. – С.- Пб., 2001.- С.212-231.

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

С.32-33.

Тема 8. Высшие споровые растения.

Цель занятия: изучить морфологические особенности гаметофитов и

спорофитов высших споровых растений.

Задания для самостоятельной работы:

1.Что такое гаметофит?

2.Что такое спорофит?

3.Схема цикла развития высших споровых.

4.Строение гаметофитов плаунов, хвощей, папоротников. Выполнить рисунки.

Теоретические основы практического занятия:

Высшие споровые растения имеют разобщенные процессы полового и бесполого размножения. Бесполое размножение осуществляется спорами,

половое – гаметами. Споры образуются на самостоятельном организме,

имеющем диплоидный набор хромосом и называемом спорофитом

(исключение составляют представители отдела Моховидные, у которых спорофит состоит из коробочки на ножке, образуется на гаметофите и паразитирует на нем при помощи присоски - гаустория). Гаметы созревают в

26

органах полового размножения. Женская гамета – яйцеклетка - в архегонии,

мужские – сперматозоиды – в антеридии.

Для высших споровых растений характерно правильное чередование полового и бесполого поколений, причем преобладание того или иного поколения зависит от принадлежности к соответствующему отделу. Так,

например, у моховидных преобладает в цикле развития гаметофит, а у представителей остальных отделов – спорофит.

Общую схему цикла развития можно представить в следующем виде.

После попадания споры в субстрат, она прорастает и образует многоклеточный предросток (протонему), которая дает начало половому поколению – гаметофиту. На гаметофите развиваются мужские и женские половые органы – антеридии и архегонии, в которых созревают сперматозоиды и яйцеклетки.

Яйцеклетка обычно одна, крупная, неподвижная, находится в брюшке архегония, сперматозоиды – крупные, снабженные жгутиками.

В присутствии капельно-жидкой среды сперматозоиды переплывают к архегониям, шейки которых к этому времени ослизняются. Происходит оплодотворение, образуется зигота, которая после периода покоя дает начало заростку спорофита. На спорофите в особых образованиях - спорангиях – в

процессе редукционного деления опять образуются споры. Такова общая схема цикла развития высших споровых, которая с некоторыми пояснениями может быть применима для всех отделов.

Строение спорофитов плаунов, хвощей и папоротников легко изучить на гербарных образцах. Поэтому остановимся на строении гаметофитов этих растений. Гаметофит плауна сердцевидно-треугольной формы, сапрофит,

размером 2-5 мм, связан с почвенными грибами. Антеридии и архегонии образуются на верхней стороне через 10-12 лет.

Гаметофит хвоща разнополый, обитает в почве; мелкий: размером несколько миллиметров. Представляет собой зеленое наземное растение.

Гаметофиты папоротников обитают обычно на поверхности почвы.

Они обоеполые, зеленые, маленькие, разные по форме. Питаются самостоятельно, реже лишены хлорофилла и развиваются под землей. На

27

нижней, брюшной стороне гаметофита образуются половые органы. Антеридии обычно развиваются ранней весной. Брюшки архегониев обычно погружены в толщу гаметофита, а шейки выступают на поверхности. У разноспоровых папоротников гаметофиты редуцированы до микроскопических размеров.

Вопросы для самопроверки:

1.Что такое стробил?

2.Какой набор хромосом имеют спора, гамета, гаметофит, спорофит?

3.Как называются женская (мужская) гаметы?

4.Как называются половые органы высших споровых?

5.У представителей какого отдела высших споровых преобладает в цикле развития гаметофит?

6.Чем представлен спорофит у Моховидных?

7.Перечислите латинские названия современных отделов высших споровых.

Рекомендуемая литература:

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. – С.-Пб., 2001.-С.308-340.

Галкин М.А., Балабан Л.В. Ботаника. Лекционный курс. – Пяитигорск,2001.-

С.43-47.

Тема 9. Семенные растения. ОТДЕЛ PINOPHYTA.

Цель занятия. Изучить общую характеристику отдела Pinophyta.

Задания для самостоятельной работы:

1.Диагностические признаки отдела.

2.Составить схему микроспорогенеза у хвойных.

3.Составить схему макроспорогенеза у хвойных.

Теоретические основы практического занятия:

Отдел Голосемянные – древняя группа растений, он включает около 700

ныне живущих видов. Распространены представители голосемянных по всему земному шару, в умеренных широтах северного полушария образуя хвойные леса – тайгу. Это разноспоровые растения: микроспоры образуются в

28

микроспорангиях на микроспорофиллах, мегаспоры в мегаспорангиях. У

большинства голосемянных микро- и мегаспорофиллы собраны в стробилы.

Стробилы – это собрание спорофиллов на оси. Стробилы, образованные микроспорофиллами называются микростробилами, стробилы, состоящие из мегаспорофиллов – мегастробилами. Стробилы могут быть одиночными, но чаще собраны в группы. Гаметофиты голосемянных сильно редуцированы.

Женский гаметофит развивается внутри семязачатка на материнском растении

– спорофите, мужской гаметофит лишен антеридия и входит в состав пыльцевого зерна. Голосемянные – это исключительно древесные формы:

деревья, кустарники и лианы. Листья их крайне разнообразны по числу,

размеру, морфологии и анатомии. Проводящая система чаще состоит из трахеид, но встречаются и настоящие сосуды. Процесс образования половых клеток у голосемянных сложный процесс, состоящий из спорогенеза

(образования спор) и гаметогенеза (образования гамет). Микроспорогенез – это процесс образования микроспор, макроспорогенез – макроспор.

Наглядно процесс спорогенеза можно изобразить в виде схемы на примере сосны обыкновенной.

Процесс микроспорогенеза:

У сосны в мае созревают мужские шишки (стробилы), каждая шишка состоит из оси и микроспорофиллов, на нижней стороне которых находятся по два микроспорангия. В них образуются диплоидные материнские клетки спор

(микроспороциты). В результате редукционного деления из них образуются микроспоры. Далее идет процесс микрогаметогенеза.

Процесс макроспорогенеза:

29

Женская шишка является собранием мегастробилов. Молодая шишка состоит из стержня и плотно прилегающих к нему чешуй двух типов: наружной

(кроющей) и внутренней (семенной). Семенная чешуя и является мегастробилом. На нем формируются два семязачатка. Семязачаток несет мегаспорангий – нуцеллус, окруженный интегументом. В нуцеллусе возникает одна материнская клетка спор, называемая мегаспороцит. Мегаспороцит делится путем мейоза, образуя четыре гаплоидные мегаспоры, три из которых отмирают.

Вопросы и задания для самопроверки:

1.Что такое стробил?

2.Что такое разноспоровые растения?

3.Что представляет собой проводящая система у голосемянных?

4.Какие признаки появились у голосемянных по сравнению с высшими споровыми?

5.Чем отличаются мужская и женская шишки?

6.Что такое мега- и микростробил, чем они отличаются?

7.На каком этапе образования гамет происходит редукционное деление?

8.Что является женским гаметофитом у голосемянных?

9.Что является мужским гаметофитом у голосемянных?

10.Что такое спорогенез, гаметогенез?

Рекомендуемая литература:

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. – С.- Пб., 2001.- С.308-340.

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

С.43-47.

Тема 10. MAGNOLIOPHITA, MAGNOLIOPSIDA, RANUNCULIDAE:

Ranunculaceae, Papaveraceae.

Цель занятия. Изучить общую характеристику сем. Ranunculaceae и

Papaveraceae.

Задания для самостоятельной работы:

1. Примитивные признаки магнолиопсид.