Ботаника. Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавриата 44.03.01 «Педагогическое образование», профиля «Биология»,
.pdfформ развития. Структура водорослей. Основные типы морфологической дифференциации тела водорослей, их эволюция.
2.Сине-зелёные водоросли. Строение таллома, клетки. Размножение. Деление на классы. Представители, их распространение, экология и значение. Окрашенные жгутиковые (эвгленовые, пиррофитовые). Особенности их строения и размножения. Положение в системе органического мира.
3.Зелёные водоросли. Краткая характеристика, типы таллома, строение клетки, размножение. Деление на группы. Типы организации таллома. Строение клетки. Пигменты, запасное вещество. Размножение.
4.Харовые водоросли. Строение таллома и клетки. Размножение, эко-
логия.
5.Конъюгаты. Общая характеристика. Деление на группы. Представители, их строение, размножение, распространение и значение.
6.Бурые водоросли. Общая характеристика, строение клетки, пигменты, запасные вещества, способы размножения. Происхождение, родственные связи. Изогенератные, гетерогенератные и циклоспоровые. Представители, их строение и циклы развития. Распространение и значение. Смена ядерных фаз и поколений у бурых водорослей. Происхождение бурых водорослей, их эволюция.
7.Диатомовые водоросли. Структура таллома, строение клетки, размножение. Деление на группы. Происхождение и родственные связи. Центрические: важнейшие представители, их строение, размножение, распространение и значение. Перистые: важнейшие представители, их строение, размножение, распространение и значение.
8.Красные водоросли. Структура таллома. Строение клетки, пигменты, запасное вещество, размножение, смена ядерных фаз и поколений, деление на классы. Бангиевые и флоридеевые (флоридеи). Деление на группы, характеристика представителей, их строение, размножение, распространение
изначение.
9.Условия жизни водорослей. Способы и источник питания. Экологические группы. Значение водорослей в биологической оценке воды и самоочищение водоемов (зоны сопробности). Планктон пресноводный и морской. Приспособление водорослей к планктонному образу жизни. Значение планктона. Бентос пресноводный и морской. Глубинные пояса. Теория Энгельмана
иГайдукова о хроматической адаптации водорослей. Значение бентоса.
Тема 2. Таксономия и строение грибов
1. Общая характеристика грибов. Особенности строения таллома, клетки. Черты растительной и животной организации у грибов. Питание грибов, размножение. Принцип деления на группы. Значение грибов в природе и хозяйственной деятельности человека.
71
2.Слизевики. Деление на группы, строение, образ жизни, важнейшие представители. Работы Воронина и Навашина.
3.Хитридиомицеты. Строение таллома. Деление на группы, важнейшие представители, распространение и значение.
4.Оомицеты. Особенности строения таллома, клетки и образа жизни. Деление на группы. Важнейшие представители, их образ жизни. Практическое значение.
5.Зигомицеты. Особенности бесполового спороношения в связи с переходом к наземному образу жизни. Тип полового процесса, деление на группы. Важнейшие представители, их образ жизни и значение.
6.Аскомицеты. Общая характеристика. Половой процесс. Развитие сумки. Типы плодовых тел, их эволюция. Конидиальные спороношения. Голосумчатые (гемиаскомицеты), настоящие сумчатые (эуаскомицеты) и локулоаскомицеты (асколокулярные). Представители, особенности их развития, значение. Плеоморфизм.
7.Базидиомицеты. Первичный и вторичный мицелий. Типы базидий, их развитие. Строение и эволюция плодовых тел. Деление на группы. Общая характеристика. Представители и их значение.
8.Дейтеромицеты. Строение таллома. Деление на группы, важнейшие представители, распространение и значение.
9.Лишайники. Формы таллома. Анатомические особенности. Компоненты лишайника. Способы размножения, распространение в природе, значение.
10.Симбиоз грибов с другими организмами. Микоризы, их строение
изначение. Грибы-микоризообразователи. Распространение грибов в природе. Экологические группы грибов. Происхождение и эволюция грибов (взаимосвязь различных групп). Происхождение сине-зеленых водорослей
игрибов в системе органического мира.
Тема 3. Таксономия и строение мохообразных, папоротникообразных и голосеменных растений
1.Основные признаки высших растений (эпидерма, кутикула, устьица, ксилема, склеренхима, многоклеточные половые органы, оогамия, неподвижные споры, тетрады спор, спорическая редукция, дифференциация тела), их характеристика и систематика.
2.Происхождение высших растений. Теория Курсанова, теория Краснова. Современные палеоботанические и биохимические данные. Эволюция гаметофита и спорофита в спорофитном стволе эволюции. Теория телома. Эволюция ветвления. Эволюция стели. Происхождение и эволюция листовых органов. Эволюция гаметофита и гаметангиев.
72
3.Общая характеристика Риниофитов, представители: куксония, риния, хорнеофит, тениокрада, яравия, псилофитон. Зостерофиллум как представитель отдела.
4.Общая характеристика отдела Мохообразные. Происхождение, экология, систематика, распространение моховидных. Класс Антоцеротовые. Класс Печеночные мхи. Общая характеристика, особенности строения, основные представители порядков Юнгерманиевые и Маршанциевые. Класс Листостебельные мхи. Общая характеристика, особенности строения и размножения, основные представители зеленых, андреевых и сфагновых мхов.
5.Общая морфолого-анатомическая характеристика отдела Плауновидные, жизненный цикл, микрофилия, равноспоровость и разноспоровость. Основная эволюционная тенденция, связанная с появлением разноспоровости. Ныне живущие и вымершие представители классов Плауновые и Полушниковые.
6.Общая характеристика и деление на классы отдела Хвощевидные. Характерные особенности и основные представители класса Хвощевые.
7.Общая характеристика отдела Папоротниковидные: макрофилия, типы стелярной структуры, листовые прорывы и прорывы ветвления. Спорангии и их развитие, сорусы, синангии. Происхождение и ископаемые папоротниковидные. Характеристика классов и основные представители.
8.Общая характеристика отдела Голосеменные. Происхождение голосеменных и семяпочки. Систематика голосеменных. Класс Саговниковые. Общая характеристика. Строение вегетативных органов и репродуктивных структур, цикл развития, характерные представители. Класс Гингковые. Общая характеристика. Особенности строения вегетативных и генеративных органов. Цикл развития. Класс Гнетовые. Общая характеристика. Разделение на порядки. Особенности строения и цикла развития эфедры, гнетума, вельвичии. Филогенетическое значение класса.
9.Класс Хвойные. Общая характеристика. Подкласс Кордаиты. Подкласс Хвойные. Морфология вегетативных органов. Стробилы и спорангии. Цикл развития. Краткая характеристика и представители семейств Сосновые, Араукариевые, Подокарповые, Таксодиевые, Тисовые, Головчатотисовые, Кипарисовые. Происхождение хвойных.
Тема 4. Таксономия и строение покрытосеменных растений
1. Особенности строения и экологии цветковых растений. Теории происхождения цветка Арбера и Паркина; Веттштейна. Происхождение цветковых растений. Теории А. Тахтаджяна, В. Тихомирова, М. Попова, В. Красилова. Современные палеоботанические данные и данные метода хлоропластной ДНК.
73
2.Обзор филогенетических систем цветковых. Филогенетические системы восходящего типа: А. Брауна, А. Энглера, Р. Веттштейна. Филогенетические системы нисходящего типа: Г. Галлира, У. Бесси, Дж. Хатчинсона, Дж. Шафнера, Б. М. Козо-Полянского, А. А. Гроссгейма, А. Л. Тахтаджяна. Полифилитические системы. Оценка современного состояния проблемы построения системы цветковых растений.
3.Систематика цветковых растений. Класс Двудольные.
4.Характеристика подкласса Магнолииды. Семейства Винтеровые, Лавровые, Магнолиевые, Кирказоновые и др.
5.Характеристика подкласса Гамамелидиды. Семейства Платановые, Тутовые, Крапивные, Ореховые, Буковые, Берёзовые и др.
6.Характеристика подкласса Кариофилиды. Семейства Гвоздичные, Лютиковые, Маревые, Гречишные, Кактусовые и др.
7.Характеристика подкласса Дилленииды. Семейства Повойничковые, Молочайные, Первоцветные, Крестоцветные, Тамарисковые, Ивовые и др.
8.Характеристика подкласса Розиды. Семейства Тыквенные, Бобовые, Розоцветные, Зонтичные, Гераниевые, Мальвовые, Толстянковые и др.
9.Характеристика подкласса Астериды. Семейства Астровые, Ворсянковые, Губоцветные, Колокольчиковые, Норичниковые, Бурачниковые, Пасленовые, Подорожниковые и др.
10.Систематика класса Однодольных.
11.Характеристика подкласса Алисматиды. Семейства Частуховые, Сусаковые, Водокрасовые, Рдестовые, Наядовые и др.
12.Характеристика подкласса Лилииды. Семейства Лилейные, Ирисовые, Агавовые, Орхидные, Бромелиевые, Ситниковые, Коммелиевые, Злаки, Осоковые, Банановые и др.
13.Характеристика подкласса Арециды. Семейства Ароидные, Пальмовые, Рогозовые, Рясковые и др.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И ПРИЁМЫ РАБОТЫ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ
Методика приготовления временных препаратов
На середину предметного стекла с помощью стеклянной палочки нанести каплю воды или другой жидкости, в которой будет рассмотрен объект. Объект поместить в каплю. Покровное стекло взять в руку и осторожно подвести его край к капле жидкости, содержащей объект (ориентируя покровное стекло под острым углом к предметному). Плавно опустить покровное стекло на предметное, поддерживая его противоположную сторону (можно использовать другую руку или препаровальную иглу, взятую в другую руку). При необходимости удалить избыток воды с помощью полоски фильтровальной бумаги. Правильно приготовленный препарат не должен содержать пузырьков воздуха. После окончания работы временные препараты разбираются и моются.
Техника работы со световым микроскопом
Перед началом работы микроскоп установить с противоположной стороны от основной руки. С другой стороны размещают реактивы и инструменты, необходимые при приготовлении препаратов, и рабочую тетрадь. Если микроскоп не оборудован электрическим источником света, в качестве освещения используют рассеянный свет от окна или свет от настольной электрической лампы. Для этого необходимо установить объектив малого увеличения, поднять конденсор до уровня предметного столика, движением зеркала направить свет так, чтобы он равномерно освещал поле зрения.
Изучение препарата начинают при малом увеличении. Исследуемый препарат поместить на предметный столик и с помощью макрометрического винта установить окуляр малого увеличения так, чтобы изображение препарата было четким, т. е. фокусным.
При необходимости более подробного изучения препарата переходят на большое увеличение. Для этого исследуемую часть препарата установить в центр поля зрения и осторожно перевести револьвер тубуса на большое увеличение, не задев при этом препарат. Далее следует добиться чёткого изображения, использую макро- и микровинт. По окончании работы поднять
75
тубус, перевести микроскоп на малое увеличение, убрать препарат с предметного столика, опустить конденсор.
Правила работы с гербарием и другим раздаточным материалом
При работе с гербарными образцами из-за их хрупкости необходимо придерживаться следующих правил:
1)гербарные листы должны лежать горизонтально;
2)перекладывать гербарные листы можно только один поверх другого в горизонтальном положении, не листая их как книгу;
3)брать гербарные листы всегда только двумя руками;
4)для работы брать из пачки (папки) только один гербарный лист, остальные аккуратно отложить в сторону;
5)нельзя переворачивать гербарный лист;
6)нельзя на гербарный лист класть какие-либо предметы (учебники, книги и др.) или облокачиваться на него;
7)нельзя вынимать из середины целой пачки отдельные листы или обложки, а также вкладывать обратно, так как при этом можно повредить целостность гербария. При необходимости можно переложить часть пачки до нужного гербарного листа и, взяв его, заметить закладкой место;
8)по окончании работы с гербарным листом его необходимо аккуратно вложить в общую жёсткую папку;
9)нельзя писать, чертить на гербарном листе или на его обратной стороне. Практически те же правила распространяются и на другие коллекцион-
ные раздаточные объекты и материалы. Если объект хранится в специальной коробке, её нельзя переворачивать, а открывать можно только с разрешения преподавателя.
К открытому материалу и муляжам следует относиться так же бережно, стараться ничего не отламывать и не снимать этикеток.
Правила оформления тетради при рисовании микропрепаратов, макропрепаратов и других объектов
Тетрадь, в которой вы работаете, должна быть подписана. В ходе работы необходимо вести записи в своей рабочей тетради по следующему плану: номер задания, объект, рисунки, подписи и пояснения.
Изображение объекта нельзя заменить описанием, даже самым подробным, так как они взаимно дополняют друг друга. В основе научного и учебного рисунка лежат те же правила, что и в основе всякого рисунка, но имеются и существенные отличия: научный и учебный рисунки (сходные в своей основе) должны быть предельно ясными и простыми, приближаясь к тех-
76
ническому чертежу. Все, что мешает восприятию, не изображается. Средствами выражения могут служить только точки и линия. Оттушевка, как правило, не применяется. Так же осторожно надо применять раскрашивание. Учебный рисунок – это не только отчетный материал. Его главное значение состоит в том, что рисование заставляет вдумываться в рисуемый объект и останавливает внимание на деталях. Запоминание, подкрепленное зрительными и моторными ощущениями, становится прочнее.
Существуют два типа рисунка. На схематическом рисунке обозначают только границы основных частей, органов и тканей. На схемах можно очень отчетливо и быстро показать общие пропорции, соотношение и расположение тканей, разумно расходуя время и не занимаясь утомительным вырисовыванием отдельных складок и клеток. Схемы дополняют детальными рисунками, так как на них воспроизводятся все подробности. Надо учиться сочетать эти два типа рисунка, добиваясь наибольшей выразительности при наименьшей затрате времени.
Главные правила учебного рисунка:
1)перед началом рисования продумывают расположение и размеры рисунков на листе бумаги. Каждый рисунок должен возникать как результат вдумчивого изучения препарата;
2)нельзя нарушать пропорции между размерами органа, тканей и клеток. Величина рисунков должна соответствовать величине тех деталей, которые надо изобразить: на слишком мелком рисунке их невозможно показать в правильном масштабе, а слишком крупный рисунок некрасив и неэкономен;
3)построение рисунка начинают легкими штрихами, отыскивая общие пропорции, затем ненужные линии стирают, а правильные прорисовывают сильнее;
4)рисуют только то, что необходимо для понимания препарата. Изображают главное и типичное. Опускают все несущественное и случайное;
5)разумно сочетают детальный и схематический рисунки. На схемах показывают только границы органов и тканей;
6)цветные карандаши употребляют только при необходимости и после
того, как рисунок выполнен простым карандашом; 7) рисунок должен иметь пояснительные надписи. Чем лучше изучен
иосмыслен теоретически препарат, тем содержательнее надписи и тем ценнее рисунок при повторении. Надписи делают простым карандашом, нормальным шрифтом и кеглем. Не допускаются цифровое обозначение
исокращения;
8)рисунки выполняют на занятиях в рабочих тетрадях. Копирование рисунков из книги или иного источника недопустимо.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Задания по модулю «Морфология и анатомия растений»
Задание 1
Объект: элодея канадская (Elodea canadensis Rich.).
Изучить временный препарат листа под микроскопом. Зарисовать группу растительных клеток и обозначить заметные органоиды (хлоропласты, ядро и гиалоплазму).
Задание 2
Объект: картофель (Solanum tuberosum L.).
Изучить временный препарат среза клубня под микроскопом. Зарисовать несколько окрашенных крахмальных зёрен в клетках корнеплода. Отметить простые, сложные и полусложные зёрна и в них образовательные центры и слои.
Задание 3
Объект: традесканция виргинская (Tradescantia virginica L.).
Изучить временный препарат эпидермиса листа под микроскопом. Зарисовать: основные клетки эпидермиса; устьице и окружающие его клетки, отметить устьичную щель, замыкающие клетки с ядром и хлоропластами, утолщённые оболочки замыкающих клеток, сопровождающие клетки; трихому, обозначить тип трихомы по сложности строения, по выполняемой функции, луковичку, прилегающие клетки эпидермиса, железистое содержимое.
Задание 4
Объекты: одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale F. H. Wigg.) и мятлик луговой (Poa pratensis L.).
Изучить гербарные образцы растений с разным типом корневой системы. Зарисовать корневые системы, обозначить типы корней и их происхождение.
Задание 5
Объекты: лук репчатый (Allium cepa L.)
78
Изучить постоянный препарат точки роста корня лука. Зарисовать апикс и обозначить корневой чехлик и меристематические зоны (плерому, периблему, дерматоген, инициальные клетки плеромы, инициальные клетки периблемы и дерматогена, калиптроген).
Задание 6
Объекты: ирис германский (Iris germanica L.) и тыква обыкновенная
(Cucurbita реpo L.).
Изучить постоянные препараты поперечных срезов корней с первичным и вторичным строением. Зарисовать схемы строения корней и обозначить все возможные структуры (покровную ткань, первичную кору (экзодерму, паренхиму первичной коры и эндодерму с пропускными клетками), центральный цилиндр (перицикл, трахеи метаксилемы, трахеиды протоксилемы, ситовидные трубки и клетки-спутницы первичной флоэмы, сердцевину), перидерму, первичную прото- и метаксилему, вторичную ксилему (трахеи, механические волокна и древесинную паренхиму, межпучковый и пучковый камбий), вторичную флоэму (ситовидные трубки, клетки-спутницы и лубяную паренхиму, первичную флоэму, перидерму, лубодревесные лучи)).
Задание 7
Составьте и заполните таблицу по метаморфозам корней (корнеплод, корневые шишки, воздушные, дыхательные, ходульные, столбовидные, кор- ни-присоски, втягивающие, микориза и клубеньки) со следующими графами: название метаморфоза, функции, примеры растений, происхождение и особенности и рисунок.
Задание 8
Объект: осина обыкновенная (Populus tremula L.).
Изучите и зарисуйте морфологические особенности побегов. Обозначьте ауксибласт и брахибласт, а на них верхушечную почку, узел, междоузлие, листовой след, пазуху листа, пазушную почку и метамер.
Задание 9
Объекты: плаун сплюснутый (Lycopodium complanatum L.), сирень обык-
новенная (Syringa vulgaris L.), сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) и берёза повислая (Betula pendula Roth).
Определите способы (дихотомическое, ложнодихотомическое, моноподиальное или симподиальное) нарастания побегов у представленных растений и схематически зарисуйте их, указав тип и порядки ветвления (римскими цифрами).
79
Задание 10
Составьте и заполните таблицу по метаморфозам побегов (кочан, луковица, луковички, клубень, клубнелуковица, корневище, столоны, усики, колючки, кладодии и филлокладии) со следующими графами: название метаморфоза, функции, происхождение, примеры растений и рисунок.
Задание 11
Объект: кукуруза обыкновенная (Zea mays L.).
Изучить поперечный разрез стебля однодольного растения. Зарисовать схему среза и обозначить: эпидермис, кутикулу, центральный цилиндр, механическое кольцо, основную паренхиму стебля, проводящие пучки (во флоэме – ситовидные клетки, клетки-спутницы, механические волокна; в ксилеме – сетчатые сосуды метаксилемы, спиральные, кольчатые, кольчато-спи- ральные сосуды протофлоэмы, волокнистые трахеиды, ксилемную паренхиму) и механическую обкладку.
Задание 12
Объект: тыква обыкновенная (Cucurbita реpo L.).
Изучить поперечный разрез стебля травянистого двудольного растения. Зарисовать схему строения стебля и обозначить: эпидермис, кутикулу, первичную кору, трихомы, уголковую колленхиму, паренхиму первичной коры, механическое кольцо, осевой цилиндр, основную паренхиму центрального цилиндра, центральную полость, камбиальное кольцо, большие и малые пучки и их паренхимную обкладку. В большом пучке подробно прорисовать
иотметить соответствующие структуры (первичную (ситовидные трубки
иклетки-спутницы) и вторичную флоэмы, первичную (спиральные и кольчатые сосуды, паренхиму протоксилемы, сетчатые сосуды, паренхимные клетки метаксилемы) и вторичную (пористые сосуды, механические волокна, паренхимные клетки) ксилему и камбий).
Задание 13
Объект: липа сердцевидная (Tilia cordata Mill.).
Изучить поперечный разрез стебля древесного двудольного растения. Зарисовать схему строения стебля, подробно прорисовать и отметить структуры: перидерму, пластинчатую колленхиму, паренхиму первичной коры, крахмалоносное влагалище, паренхиму и склеренхимные волокна перициклического происхождения, камбий, годичные кольца, сердцевину, перимедуллярную зону, вторичную кору (ситовидные трубки, клетки-спутницы, паренхиму, твердый луб, паренхимные клетки сердцевинного луча, друзы щавелевокислого кальция в клетках сердцевинного луча) и древесину (трахеи, трахеиды, паренхиму и волокна, клетки древесинных лучей).
80