Курсовая работа Тема «Характеристика класса двудольные»
Download 319.7 Kb.
|
Характеристика класса двудольные
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ Курсовая работа Тема «Характеристика класса двудольные» Содержание Введение
1.1 Систематика покрытосеменных как способ определить место двудольных растений в иерархии высших растений 1.2 Сравнительная характеристика классов двудольных и однодольных 1.3 Общая характеристика подклассов класса двудольные Глава 2. Анатомия растений класса двудольные 2.1 Вегетативные части растений 2.2 Генеративные органы двудольных растений Заключение Список литературы Приложения Введение
Глобальная проблема современности - производство пищи. Быстрый рост населения земного шара выдвигает задачу максимальной интенсификации сельскохозяйственного производства: повышения урожайности возделываемых культур и продуктивности животноводства. Эту задачу решают технологические науки: растениеводство и животноводство, базирующиеся на достижениях фундаментальных биологических дисциплин, среди которых первое место занимает ботаника. Продовольственный вопрос в настоящее время становиться всё острее, в результате стали развиваться такие науки как генная инженерия. Вопрос селекции растений, способных прокормить увеличивающееся население земного шара и в то же время с меньшими затратами на их выращивание. В решении продовольственного вопроса большую роль играют двудольные растения, так как к двудольным относятся почти все знакомые нам деревья и кустарники, а также многие травы. В их составе плодовые деревья, картофель, бобовые и вездесущая соя. Поэтому глубокое изучение класса двудольных растений, раскрытие их качеств и возможностей достаточно актуальны в настоящее время.
Глава 1. Основные черты растений класса двудольные 1.1 Систематика покрытосеменных как определение места двудольных растений в иерархии высших растений Первые попытки классификации бесконечного разнообразия мира растений предприняты задолго до нашей эры. Растения описывались и объединялись по их применению. В Китае около В середине века в европейских странах появляются многочисленные травники с изображением и описанием полезных, в основном лекарственных растений. Лишь древнегреческий естествоиспытатель, философ Теофраст (372—278 лет до н. э.), описав 450 растений, классифицировал их, исходя из морфологии: выделил деревья, кустарники, полукустарники и травы; указал на отличия стеблей, листьев и семян двудольных и однодольных растений. Принципы такой морфологической классификации стали основными лишь в эпоху Возрождения, которую можно считать началом периода искусственных систем (XVI-XVIII вв.). Первая научная система - это система А. Чезальпино (1583). В капитальном труде «О растениях» он выделил 14 классов, исходя из жизненной формы (деревья, кустарники, травы) и строения плодов. Принципиальная заслуга А. Чезальпино в том, что в основу классификации были положены не субъективные, а объективные признаки, важные для самого растения, а не для человека. В XVII в. появляется целый ряд классификаций, основанных на строении плодов и цветков (Р. Морисон, Д. Рей, А. Ривинус, Ж. Турнефор). Высшим достижением этого периода является система выдающегося шведского естествоиспытателя К. Линнея (1735). К. Линней избрал в качестве основного систематического признака орган размножения - цветок, точнее, строение андроцея. Из 24 классов (1500 видов) 23 класса – растения явнобрачные (имеющие цветки), 24-й класс - тайнобрачные (не имеющие цветков папоротники, мхи и др.). Классы были разбиты на порядки по числу пестиков и их положению. Порядки делились на роды (более 1000), роды — на виды. Эта система сыграла огромную роль в развитии ботаники, так как она была первой действительно научной объективной системой. Система К. Линнея оказалась очень удобной. Для каждого нового растения можно было легко найти место, которое вид занимает среди уже известных. Существенным недостатком системы был ее искусственный характер, растения были сгруппированы на основании удачно выбранных, но немногих признаков: число и характер тычинок для классов, число пестиков для порядков. Поэтому в одну группу объединялись растения, связанные не родством, а лишь сходством в строении, иногда случайным. Линней вполне осознавал ограниченность своей системы, он писал: «Искусственная система служит, только пока не найдена естественная: первая учит только распознавать растения, вторая научит нас самой природе растения». Начиная со второй половины XVIII в. появляются естественные системы, в которых растения объединялись по структурному сходству; систематические единицы располагались в последовательности, которая устанавливала близость между ними, выявляя взаимосвязи. Период естественных систем длился до второй половины XIX в. Первая естественная система была создана французским ботаником А. Жюссье в 1789 г. Им было описано 100 семейств, виды которых располагались так, что подчеркивались черты их сходства и отражалось развитие растительного мира. Каждое семейство заканчивалось описанием вида, имеющего признаки сходства с последующим семейством. После системы А. Жюссье появляются и другие системы, опирающиеся на представления о неизменяемости видов и стремившиеся найти тот план строения, по которому они были созданы. После опубликования теории Ч. Дарвина (1859). Начался новый период истории систематики, длящийся до наших дней, - период эволюционной, или филогенетической, систематики. Признание эволюции требовало при построении классификации растений объединять формы, единые по происхождению, а не просто сходные по большинству признаков; располагать таксоны так, чтобы это соответствовало путям эволюционного развития. Эта сложнейшая задача потребовала углубленного изучения самих растений, привлечения новых фактов и методов. Первой и наиболее распространенной филогенетической системой является система А. Энглера (1887). Она основана на признании псевдантовой теории происхождения цветка - примитивными считаются цветки невзрачные, преимущественно ветроопыляемые, однополые и лишенные околоцветника. Система А. Энглера, разработанная очень детально, вплоть до родов, а иногда и до видов, удобна для использования и сохраняет свое значение до настоящего времени. Материалы большинства крупнейших гербариев мира располагаются по этой системе. В этой системе были выделены и двудольные в составе покрытосеменных. Из двух классов покрытосеменных однодольные приняты за более примитивный, давший начало двудольным [1, с.398-403]. Таким образом, систематика покрытосеменных, выработанная с годами, поставила двудольные растения на более высокую ступень, чем однодольные в иерархии высших растений. 1.2 Сравнительная характеристика классов двудольных и однодольных Выделяют два класса покрытосеменных: Monocotyiedones (однодольные) с примерно 65 000 видов и Dicotyledones (двудольные). Сходства между ними намного больше, чем различий, тем не менее это легко распознаваемые естественные группы. Среди однодольных такие хорошо известные растения, как злаки, лилии, ирисы, орхидеи, рогозы и пальмы. К двудольным относятся почти все знакомые нам деревья и кустарники (кроме хвойных) и многие травы. Основные различия между этими классами обобщены в прил.1 [2, с. 311-313]. Каждый из признаков в отдельности недостаточен для отнесения растения к тому или другому классу, так как есть немало отклонений от типичного для класса строения. Например, у некоторых несомненных двудольных растений зародыш имеет лишь одну семядолю вследствие редукции второй или благодаря срастанию обеих, в одну (чистяк из семейства Лютиковые, хохлатки из семейства Дымянковые, цикламен из семейства Первоцветные и др. - до 40 случаев), а есть двудольные с дуговидным жилкованием простых листьев и мочковатой корневой системой (подорожник); с закрытыми проводящими пучками, рассеянно расположенными на поперечном разрезе стебля (кувшинка из семейства Кувшинковые, некоторые Перечные, василистник и воронец из семейства Лютиковые); с трехчленными цветками (у некоторых барбарисовых, лавровых и др.). Таким образом, каждый признак, отличающий двудольные растения от однодольных, имеет относительную ценность, и решать вопрос о принадлежности того или иного растения к одному из классов надо не по одному признаку, а по их совокупности. Родственные связи подклассов двудольных и однодольных показаны в приложении 2. Практическое значение однодольных и двудольных растений одинаково велико, хотя и различно. Однодольные дают человеку незаменимую пищу - хлеб. Это злаки: пшеница, рис, кукуруза, рожь, ячмень, просо, овес и др. Среди двудольных также есть важнейшие пищевые растения: картофель, соя и другие бобовые, подсолнечник, гречиха, в тропиках - хлебное дерево, маниок, батат и др. Среди плодовых и овощных ведущая роль принадлежит двудольным: яблоня, груша, вишня, черешня, абрикос, персик, лимон, апельсин, виноград, грецкий орех, миндаль, смородина, малина, клубника и капуста, морковь, свекла, огурцы, томаты, арбуз, дыня и др. и однодольным: бананы, финики, кокос, ананас, лук, чеснок, спаржа. Сахар в тропиках получают из однодольного растения - сахарного тростника, в умеренных широтах - из двудольного - сахарной свеклы. Среди кормовых одинаково велика роль и двудольных (бобовые), и однодольных (злаки). Среди технических растений преобладают двудольные: лен и хлопчатник (основные прядильные культуры), а также джут, кенаф, конопля; дуб, бук, липа (используют как поделочную древесину); клещевина, рапс (используют для выработки технического и пищевого масел). Преобладают двудольные и среди лекарственных, красильных, дубильных и эфиромасличных растений, каучуконосов. Двудольные и однодольные широко используют как декоративные растения [1, с. 404-405]. Таким образом, и двудольные и однодольные растения значимы для человека, но класс двудольных преобладает по количеству сфер применения и по количеству видов. 1.3 Общая характеристика класса двудольные Класс двудольные или магнолиопсиды включает восемь подклассов, 429 семейств, около 10000 родов и не менее 190000 видов. Подкласс магнолииды. К подклассу магнолиид относятся наиболее примитивно устроенные из ныне живущих цветковых растений [4, c.56]. О чем свидетельствует: преобладание древесных и широко встречающаяся жизненная форма вечнозеленого дерева; строение древесины (у некоторых тропических родов она представлена лишь трахеидами с окаймленными порами - бессосудистая древесина); паренхимные ткани часто со сферическими эфиромасличными клетками; совмещение признаков одно- и двудольности; семена с маленьким зародышем, обильным эндоспермом, иногда также и с периспермом [ 2, с.408] Архаические признаки заметны в структуре цветка. Вариации строения цветка восходят к одному типу, по структуре приблтжающемуся к стробилу голосеменных. Цветок исходного типа - радиально-симметричный, с вытянутым стеблеобразным цветоложем, на котором спирально располагается неопределенно большое число несрастающихся друг с другом элементов околоцветника, Андроцея и апокарпного гинецея, У многих магнолиид цветок эволюционировал и имеет гемициклическое, реже циклические строение с определенным небольшим числом элементов околоцветника и гинецея [2, с.409]. К магнолиидам принадлежат большей частью древесные, часто вечнозеленые растения. Подкласс магнолиид включает 40 семейства (18 порядков). Порядки магнолиевые, лавровые, нимфейные и другие[4, с. 56] Порядок магнолиевые - это растения древнего происхождения. По палеоботаническим данным магнолиевые в меловом периоде распространялись до высоких широт Гренландии, Аляски, Австралии. Современный ареал магнолиевыхразорван (часть в Северной и Центральной Америке, часть в Юго-Восточной Азии и Австралии). Многие магнолиевые - деревья и кустарники тропических и субтропических стран. Некоторые магнолиевые достигают больших размеров (35— 40 м). Например, тюльпанное дерево во Флориде образует колоннообразные стволы до 75 м высотой и 10 м в окружности. Род магнолия включает 70 видов. Древесина магнолии и тюльпанного дерева ценится очень высоко, а их кора обладает лекарственными свойствами. Цветки используются в парфюмерной промышленности. Порядок лавровые наиболее крупный в подклассе магнолиид. Представители его очень близки к порядку магнолиевых. Однако в строении цветка у них появляются следующие особенности: циклическое расположение и срастание членов околоцветника и тычинок. Цветки лавровых актиноморфные, обоеполые, реже раздельнополые. Гинецей чаще апокарпный, одноплодолистиковый. Плод - ягода или костянка. Семейство лавровые включает около 2000 видов. Такие его виды, как коричник, камфарное дерево, авокадо, лавр благородный, известны с глубокой древности. Все лавровые за исключением рода кассита, включающего паразитические виды, вечнозеленые, ароматические растения. Их кора, древесина, листья, цветки, плоды содержат эфирные масла, поэтому имеют приятный, пряный запах. Порядок нимфейные - это водные травы, большей частью корневищные, не имеющие сосудов. Нимфейные широко распространены в водоемах всего земного шара. К этому порядку относят три семейства: кабомбовые, нимфейные, или кувшинковые, и роголистниковые [4, с.58] Семейство нимфейные - самое крупное в порядке и самое древнее из покрытосеменных. На территории России представлены роды кувшинка, кубышка. Самое крупное растение из семейства нимфейных - виктория амазонская, или виктория-регия, встречающаяся в водах Амазонки на мелководье. Диаметр ее листьев достигает 3 м, цветки крупные, до 35 см в диаметре. Листья кувшинковых плавающие или выступающие над водой. Подкласс ранункулиды. Этот подкласс близок к подклассу магнолиид. Почти все ранункулиды - травы, имеющие сосуды. Цветки обоеполые и однополые, спиральные и спироциклические. Семена с маленьким зародышем и большим эндоспермом. В подкласс ранункулид входит порядок лютиковые и близкие к нему порядки маковые, саррацениевые, содержащие по одному семейству. Порядок лютиковые представляет собой группу, возникшую от предков, общих с магнолиевыми, но с преобладанием травянистых форм. Эволюция цветка шла от ациклических к циклическим, от правильного (актиноморфного) околоцветника до зигоморфного у высокоспециализированных видов. Порядок включает несколько семейств, из которых лютиковые и барбарисовые наиболее многочисленные и широко распространенные. Семейство лютиковые включает около 50 родов и 2000 видов. В основном это травы, как исключение - кустарники и лианы (ломонос); среди лютиковых есть водные растения (водный лютик), а также растения сырых местообитаний. Распространены лютиковые в умеренных и холодных странах земного шара. Представители лютиковых имеют весьма разнообразное строение цветка: актиноморфные, зигоморфные, с простым или двойным околоцветником. Число тычинок неопределенное со спиральным расположением или определенное с циклическим расположением. Гинецей апокарпный (лютик), но иногда наблюдается частичное срастание плодолистиков (морозник пузырчатый) или плодолистик один (воронец). Плоды лютиковых - листовки (аконит), односемянные орешки (лютик), иногда ягоды (воронец) и коробочки (водосбор). Большинство лютиковых насекомоопыляемые растения, эволюция их цветка шла в направлении приспособления к опылению различными насекомыми, в связи с чем цветки многих лютиковых имеют нектарники, очень разнообразные по окраске и форме. Для растений семейства лютиковых характерно содержание алкалоидов в различных частях растения. Животные их не поедают, так как растения ядовиты. Сок некоторых растений вызывает раздражение кожи человека и ожоги (лютик жгучий). Некоторые растения, как горицвет весенний, содержат вещества, оказывающие целебное действие. Целый ряд лютиковых с красивыми цветками, соцветиями и листьями культивируют как декоративные растения: водосбор, борец, живокость, василистник, ветреница и др. Подкласс гамамелидиды. Растения подкласса гамамелидид большей частью древесные растения, имеющие сосуды. Они произошли, вероятно, непосредственно от магнолиид. Среди гамамелидид сохранились и бессосудистые растения. Цветки чаще анемофильные, в большей или меньшей степени редуцированные, мелкие, однополые, реже двуполые. Основной линией эволюции гамамелидид является постепенный переход от энтомофилии к анемофилии. В подкласс входит более 10 порядков, из которых назовем крапивные, казуариновые, буковые, ореховые (рис.1). Порядок казуариновые содержит одно семейство и один род с 40—50 видами, обитающими в основном в Австралии. Ископаемые остатки их известны в верхнемеловых отложениях. Порядок буковые содержит два семейства - буковые и березовые. Это деревья и кустарники - основные лесообразующие породы лиственных и смешанных лесов. Цветки мелкие, почти всегда раздельнополые, собранные в соцветия сережка, головка и колос. Пестичные цветки заключены в чашевидную плюску, которая образована видоизмененными ветвями соцветия. Часто на плюске имеются чешуйки, бугорки, шипы и т. п. К семейству буковые принадлежат роды дуб, бук, каштан. Буковые распространены в умеренных и субтропических широтах и имеют важное хозяйственное и ландшафтное значение. Семейство березовые содержит около 200 видов, это типичные растения умеренного пояса. К семейству принадлежат роды береза, ольха, лещина, граб и др. Роды лещина и граб иногда выделяют в самостоятельные семейства. Во флоре России насчитывается около 40 видов березы, четыре вида граба, семь видов лещины (лесной орех) и десять видов ольхи. Это листопадные деревья и кустарники. Растения однодомные. Соцветия раздельнополые, цветки часто лишены околоцветника. Плоды ореховидные, семянка или крылатка. Подкласс кариофиллиды. Растения этого подкласса обычно травянистые, реже полукустарники, кустарники и деревья, имеющие сосуды, с цельными листьями. Цветки у них обоеполые, большей частью безлепестные. Характерным признаком являются согнутые семяпочки. Возможно, кариофиллиды произошли от ранункулид. Большинство представителей подкласса - растения засушливого климата. Подкласс объединяет три-четыре порядка, из которых рассмотрим гвоздичные. Порядок гвоздичные включает более 10 семейств. Семейство маревые, или лебедовые, представлено в основном травянистыми растениями, с простыми, очередными или супротивными листьями, без прилистников, с невзрачными мелкими цветками, собранными в соцветия клубочки, которые объединяются в разнообразные сложные соцветия (роды свекла, лебеда). Семейство кактусовые представлено суккулентными растениями необычной и очень разнообразной формы. Листья у них редуцированы в колючки, щетинки и жесткие волоски. Цветки у кактусов либо одиночные, очень крупные, либо расположены пучками. Члены цветка расположены спирально, гинецей апокарпный, плоды ягодообразные, мясистые. Родина кактусов - Южная и Центральная Америка. Семейство гвоздичные насчитывает более 2000 видов. Представители его широко распространены на территории России. Это в основном травы и полукустарнички, с простыми цельными листьями, расположенными супротивно. Цветки актиноморфные, циклические. Гинецей синкарпный, с верхней завязью, семяпочек много. Плоды - коробочки, раскрывающиеся створками или зубчиками, редко орешки, ягодообразные. Представители рода - звездчатка, смолевка, смолка, гвоздика.. Подкласс диллениевые. Диллениевые включают растения различных жизненных форм с очень разнообразными цветками. К ним относят такие порядки, как диллениевые и чайные, которые сохранили общие примитивные черты - спирально-циклическое строение цветка, апокарпность гинецея и др. Для порядков вересковые), эбеновые и первоцветные характерна спайнолепестность. Порядок фиалкоцветные и близкий к нему порядок бегониевые объединяют разные семейства с общим для всех свойством - циклические цветки с раздельнолепестным венчиком и верхней завязью. Порядок мальвоцветные характеризуется циклическим цветком, многочисленными тычинками, которые срастаются в пучки или трубки, окружающие гинецей. К этому порядку близок порядок молочайные (ЕирНогЫа1ев). Сюда же относят порядок каперсо-цветные с большим семейством крестоцветных и ивовых. Представители семейств чайных и зверобойных, относящиеся к порядку чайные, издавна ценятся за содержащиеся в них танины. Подкласс розиды. Подкласс объединяет растения различных жизненных форм: деревья, кустарники, травы. Розиды произошли, вероятно, от диллениид. Для них характерны сосуды, различным образом расчлененные листья. Цветки большей частью обоеполые, с двойным околоцветником. Андроцей из большого количества тычинок, гинецей апокарпный или ценокарпный. Подкласс розиды включает такие порядки, как камнеломковые, розоцветные, бобовые, протейные, миртовые, рутовые, гераниевые, аралиевые, крушиновые и др. Среди розид можно проследить несколько линий эволюции покрытосеменных, например: от актиноморфных раздельнолепестных цветков с хорошо развитым цветоложем (порядок розовые) к зигоморфным спайнолепестным цветкам, приспособленным к энтомофилии (порядок бобовые); от спирально-циклических цветков с неопределенным (большим) количеством членов цветка (розовые) к циклическим с определенным и небольшим числом частей цветка (гераниевые); от апокарпного гинецея и верхней завязи (бобовые) к ценокарпному гинецею, средней и нижней завязи (розоцветные, крушиновые, лоховые). Порядок розоцветные - один из самых многочисленных. Он включает около 76 семейств, распространенных во всех частях света, в различных местообитаниях. К розоцветным относится широко известное семейство розовые, которое объединяет деревья, кустарники и травы с очередными, реже супротивными, простыми или сложными листьями, часто с прилистниками. Цветки сохраняют ряд примитивных черт (многочленность андроцея, апокарпный гинецей), что сближает их с магнолиидами и диллениидами. В то же время в цветках обнаруживаются черты высокой организации: циклическое расположение частей цветка, разрастание цветоложа, участвующего в образовании плодов, переход от верхней к нижней завязи. Цветки актино-морфные, обычно обоеполые, с пятичленным околоцветником, тычинок неопределенно большое количество, расположенных кругами. Разросшееся цветоложе и основания лепестков, чашелистиков и тычинок образуют гипантий, в центре которого находятся один или много плодолистиков, иногда плодолистики срастаются с гипантием, как у яблони (Ма1из), груши (Ругив). Плоды сухие или сочные, костянки (слива), листовки, яблоки. Большинство розовых энтомофильные растения, цветки их ярко окрашены, выделяют много пыльцы, содержат нектар. Семейство включает около 100 родов и 3000 видов. На основании различия плодов выделяют подсемейства. Растения подсемейства спирейные имеют плод многолистовку, реже коробочку; подсемейства розовые - плод орешек, многоорешек, многокостянку. 63 Подсемейство розовые богато полезными растениями: малина, ежевика, земляника, клубника, шиповник и др. Представители подсемейства яблоневые имеют плод яблоко. В подсемействе 22- 23 рода и около 600 видов. Среди них много ценных растений - яблоня, груша, рябина, арония, ирга и др. Для подсемейства сливовые характерен плод костянка. Оно включает такие роды, как слива, вишня, абрикос, черемуха, миндаль и др. Растения порядка бобовые имеют общие признаки - плод боб, цветки неправильные (зигоморфные), реже правильные. К этому порядку относятся деревья, кустарники, травы, лианы с очередными, обычно сложными листьями с прилистниками. Цветок пятичленный, с двойным околоцветником, аидроцей часто из десяти тычинок (или число их кратно 5), расположенных кругами. Гинецей одночленный, завязь одногнездная, верхняя. Бобовые включают только одно семейство бобовые с родами клевер, чина, люцерна, акация и др. Из других порядков розид можно назвать миртовые с семейством дербенниковые, широко распространенным во всех климатических поясах. Большинство видов семейства связано с влажными местообитаниями. Дербенниковые имеют как актиноморфные, так и зигоморфные цветки, приспособленные к опылению птицами и длиннохоботными насекомыми. К миртовым принадлежит семейство гранатовые с двумя видами гранатов, которые обладают ценными пищевыми качествами, семейство миртовые, к которому относят роды мирт, эвкалипт, фейхоа и др. Подкласс астериды. Подкласс астериды включает наиболее высокоразвитые группы двудольных. Подавляющее большинство из них травы, часто однолетние. Астериды, по всей вероятности, происходят от примитивных розид, близких современным камнеломковым. Число частей цветка всегда определенное и небольшое. Цветки сростнолепестные, обычно обоеполые, тычинок и долей венчика одинаковое количество. Астериды - самый многочисленный подкласс двудольных, насчитывающий 3500 родов и около 65 000 видов. В подкласс входят порядки ворсянковые, горечавковые, губоцветные, норичниковые, колокольчиковые, сложноцветные и другие. Рассмотрим здесь два порядка - губоцветные и сложноцветные. 64 Порядок губоцветные представлен травами и полукустарниками, реже кустарниками и деревьями, распространенными широко по всему земному шару. Листья у них супротивные или мутовчатые, простые, без прилистников. Сюда относят три семейства: вербеновые, губоцветные и болотниковые. Во флоре России обычны виды семейства губоцветные. Представители этого семейства имеют двугубый венчик с длинной трубкой, плод из четырех односемянных орешковидных частей. Важный признак семейства - четырехгранный стебель. Для многих губоцветных характерен специфический ароматический запах, который обусловлен присутствием в растениях эфирных масел. Некоторые губоцветные используются в качестве технических, лекарственных, ароматических растений. Часть из них культивируют с целью получения сырья для парфюмерной промышленности: розмарин, лаванда, шалфей и др. Во флоре России представлены роды яснотка, чистец, буквица, Черноголовка, тимьян, душица, мята и др. Порядок норичниковые представлен травами, реже кустарниками и деревьями с очередными или супротивными листьями без прилистников. Цветки обычно обоеполые, зигоморфные, пятичленные. К порядку принадлежат семейства пасленовые, норичниковые и др. Семейство норичниковые - самое многочисленное среди других. В этом семействе преобладают многолетние и однолетние травы. К семейству принадлежит не менее 3000 видов, распространенных по всему земному шару, особенно часто в горных районах суббореальных и субтропических областей. Однако норичниковые не играют существенной роли в растительных сообществах, кроме хебе кипарисовидной, которая образует кустарниковые заросли в горах Новой Зеландии. В России широко распространены виды родов вероника, марьянник, очанка, льнянка и др. Порядок сложноцветные представлен травами, полукустарниками, имеются кустарники и даже деревья. Листья обычно очередные или супротивные, цельные или расчлененные, без прилистников. Цветки собраны в соцветие корзинку или головку, окруженную оберткой. Цветки обоеполые, пятичленные. Чашечка редуцирована в различной степени, представлена часто хохолком волосков или щетинок, образующих летучку. Венчик сростнолепестный, пятилопастный, трубчатый, воронковидный или двугубый. Тычинки прикреплены к трубке венчика, срастаются пыльниками. Гинецей образуют два плодолистика, завязь нижняя. Плод - семянка, семена лишены эндосперма. Порядок содержит только одно семейство - Compositae. Это самое крупное семейство двудольных (более 20 000 видов). Представители его распространены очень широко, в различных природных зонах земного шара. Характерный признак семейства - соцветие корзинка. Размеры корзинок очень разнообразны - от нескольких миллиметров (роды полынь, тысячелистник) до 60 см у культивируемого подсолнечника. В корзинке цветки могут быть одного типа или различные. Например, краевые цветки у василька лугового воронковидные, срединные - трубчатые. Плоды сложноцветных почти всегда небольшие, очень легкие, у многих видов снабжены хохолком или парашютиком, поэтому легко разносятся ветром. Сложноцветные играют значительную роль в жизни человека. Известный всем подсолнечник служит источником получения ценного пищевого масла. Земляная груша, или топинамбур, имеет клубни, богатые крахмалом и маслом. Среди сложноцветных есть каучуконосы (гваюла), лекарственные растения (череда, сушеница, календула), декоративные (астра, георгин). Наряду с этим немало и сорных растений (осотв, бодяк, амброзия ). Последнее растение завезено из Северной Америки и очень широко распространилось. Амброзия образует большое количество пыльцы, вызывающей аллергическое заболевание - сенную лихорадку. Многие сложноцветные - красиво цветущие растения, придающие красочный вид равнинным и субальпийским лугам (пижма, нивяник, девясил и многие другие). Из древовидных следует назвать род олеария, распространенный в южном полушарии (в Австралии, Новой Зеландии и др.) [4, с. 59-66] Таким образом, в данном параграфе нами рассмотрены основные, имеющие наибольшее практическое значение в России подклассы двудольных растений. Глава 2. Анатомия растений класса двудольные двудольный растение вегетативный корневой 2.1 Вегетативные части растений Корневая система класса двудольных Корень – осевой орган растений, не образующий листья, как правило, растущий в земле обеспечивающий минеральное питание [4, с.15]. Первый корень растения, закладывающийся у зародыша, называется обычно первичным. У двудольных он становится главным и растет прямо вниз, давая боковые корни, самые старые из которых находятся около корневой шейки (на стыке корня и стебля), а самые молодые — ближе всего к кончику корня. Такая корневая система, включающая главный и боковые корни, называется стержневой. Кончик корня покрыт в виде наперстка корневым чехликом (рис. 2) - массой клеток, защищающих апикальную меристему и способствующих продвижению корня в почве. По мере роста корня и проталкивания корневого чехлика вперед клетки на периферии последнего слущиваются, давая слизь, которая обволакивает корень, облегчая его скольжение между частицами почвы. Параллельно этому слущиванию апикальная меристема образует новые клетки корневого чехлика. Продолжительность их жизни (от возникновения до слущивания) составляет четыре - девять дней в зависимости от длины чехлика и вида растения. Слизь чехлика создаёт благоприятные условия для поселения полезных бактерий. Она может также влиять на доступность почвенных ионов и обеспечивать кратковременную защиту корня от иссушения. Центральный цилиндр корня состоит из проводящей ткани, окруженной одним или несколькими слоями клеток, перициклом. В молодом корне перицикл состоит из паренхимных клеток с первичными оболочками, которые по мере старения двудольного растения могут дополняться вторичными. Перицикл выполняет несколько важных функций. У большинства двудольных растений в нем закладываются боковые корни. Он участвует в формировании камбия и обычно дает начало первому слою феллогена. В перицикле часто происходит образование новых клеток, входящих затем в его состав. У большинства двудольных растений боковые корни берут начало в перицикле. В связи с тем что они закладываются глубоко в материнском корне, их называют эндогенными, что в переводе с греческого означает «зарождающиеся внутри». Деления в перицикле, приводящие к образованию боковых корней, происходят на некотором расстоянии от зоны растяжения в частично или полностью дифференцированных тканях корня. По мере увеличения размеров молодого бокового корня он проходит через первичную кору, возможно секретируя при этом ферменты, разрушающие коровые клетки на своем пути. Уже на ранних стадиях развития этот зачаток формирует корневой чехлик, апикальную и первичные меристемы. Многие корни являются запасающими органами, а у двудольных растений они специально приспособлены для выполнения этой функции, становясь мясистыми вследствие сильного разрастания паренхимы, пронизанной проводящей тканью. Развитие таких корней (например, у моркови) происходит в основном так же, как и в случае немясистых, но с преобладанием во вторичных ксилеме и флоэме паренхимных клеток. Корень батата (примерно такой же, как у моркови, но у него вокруг отдельных сосудов или групп сосудов вторичной ксилемы закладываются добавочные камбиальные клетки. Отложив по нескольку трахеальных элементов в сторону сосудов и ситовидных трубок в противоположном направлении, они образуют с обеих сторон преимущественно клетки запасающей паренхимы. У сахарной свеклы утолщение корня происходит главным образом за счет деятельности дополнительных камбиев, закладывающихся концентрическими слоями вокруг первичного. Эти слои, внешне напоминающие годичные кольца корней и стеблей деревьев, откладывают внутрь и наружу от себя соответственно ксилему и флоэму с преобладающей в них паренхимой. Побег, состоящий из стебля и листьев, закладывается в процессе развития зародыша. С возобновлением роста зародыша при прорастании семени из апикальной меристемы развиваются новые листья, а стебель удлиняется и дифференцируется на узлы и междоузлия. Постепенно в пазухах листьев формируются примордии почек (рис. 3), со ременем проходящие последовательные этапы роста и дифференцировки, более или менее сходные с наблюдавшимися у первой почки. Эта схема развития в ходе образования побеговой системы растения многократно повторяется. Первичное строение стебля у двудольных растений происходит по нескольким типам. У некоторых это вытянутые прокамбиальные клетоки и развивающиеся из них первичные проводящие ткани, которые образуют более или менее сплошной полый цилиндр, погруженный в основную ткань. Её наружная часть называется первичной корой, а внутренняя – сердцевиной. У других двудольных первичные проводящие ткани формируют цилиндр из отдельных тяжей, разделенных основной тканью. Эта ткань между прокамбиальными тяжами (а позже - зрелыми проводящими пучками), не прерываясь, переходит в первичную кору и сердцевину и называется межпучковой паренхимой. Ее межпучковые участки часто называют сердцевинными лучами. Такие узкие участки связывают кору с сердцевиной и при первом типе строения, но там они слабо выражены. Стебли многих двудольных с небольшим вторичным ростом или вообще без него являются травянистыми, или неодревесневшими. Примерами здесь могут служить стебли люцерны и лютика[4,с.43-50]. Лист Листья весьма разнообразны по форме и внутреннему строению. У двудольных они обычно состоят из плоской расширенной части, пластинки, и стеблевидного черешка. У основания некоторых листьев образуются мелкие чешуевидные или листовидные структуры, называемые прилистниками. Расположение листьев на стебле может быть спиральным (очередным), супротивным (попарным) или мутовчатым (по три или больше листьев в узле). Например, у шелковицы и дуба листорасположение спиральное, у клена – супротивное. Листья двудольных бывают простыми или сложными. В первом случае их пластинка не разделена на части, хотя может быть глубоколопастной, а во втором представлена отдельными листочками, каждый из которых обычно снабжен собственным мелким черешком (черешочком). Можно выделить перисто- и пальчато-сложные листья. У первых листочки располагаются двумя рядами по обе стороны оси - рахиса, представляющего собой разросшийся черешок. У пальчато-сложного листа они отходят от верхушки черешка и рахис отсутствует. Основная масса эпидермальных клеток листа, как и у стебля, расположена плотно и покрыта кутикулой, снижающей потери воды. Устьица могут встречаться на обеих его сторонах, но обычно более многочисленны на нижней поверхности. У листьев двудольных устьица часто рассеяны по поверхности беспорядочно. Их развитие смешанное, т. е. формирующиеся и уже полностью дифференцированные устьица встречаются рядом на одном и том же развивающемся листе. Именно мезофилл - основная ткань листа с крупными межклетниками и многочисленными хлоропластами - наиболее приспособлен для фотосинтеза. Межклеточные пространства связаны с атмосферным воздухом через устьица, обеспечивающие быстрый газообмен, необходимый для эффективного протекания этого процесса. Мезофилл листа густо пронизан многочисленными проводящими пучками, или жилками, непосредственно связанными с проводящей системой стебля. У большинства двудольных они образуют разветвленную систему, в которой от более крупных жилок ответвляются все более мелкие. Такое жилкование называют сетчатым. Часто самая крупная (средняя) жилка тянется вдоль оси листа и вместе с прилегающей основной тканью выступает над его нижней поверхностью в виде гребня. В Жилки содержат ксилему и флоэму, имеющие, как правило, первичное происхождение (средние, а иногда и другие крупные жилки у некоторых двудольных способны к вторичному росту). Окончания жилок у двудольных часто содержат только трахеальные элементы, хотя до их концов могут доходить как ксилемные, так и флоэмные элементы. Обычно ксилема находится на верхней стороне листа, флоэма - на нижней. Проводящие пучки, более или менее полностью погруженные в мезофилл, называют мелкими жилками, а сопровождающиеся выступами на нижней стороне листа - крупными жилками. Главную роль в отводе ассимилятов из клеток мезофилла играют первые. С увеличением размеров жилок их связь с мезофиллом ослабевает, и они все больше окружаются нефотосинтезирующими тканями гребней. Следовательно, функция сбора ассимилятов постепенно вытесняется главным образом транспортной. Проводящие ткани жилок редко граничат с межклетниками мезофилла. Крупные жилки окружены паренхимой, содержащей мало хлоропластов, в то время как мелкие - одним и более слоями компактно расположенных клеток, образующих обкладку проводящего пучка (пучковое влагалище) и часто напоминающих клетки мезофилла, в которые погружены эти жилки. Обкладка сопровождает пучок до самого окончания, так что проводящие ткани нигде не контактируют с межклетниками и все вещества, поступающие в проводящие ткани или выходящие из них, неизбежно проходят через ее. Таким образом, обкладка функционирует аналогично эндодерме корня.У многих листьев обкладки проводящих пучков связаны с верхней и (или) нижней эпидермой клетками, напоминающими клетки самой обкладки. Такие ответвления от нее называют продолжениями обкладки проводящего пучка. Они механически укрепляют лист, а, кроме того, у двудольных, по-видимому, подводят к эпидерме воду. Сама эпидерма в значительной мере обеспечивает прочность листа благодаря плотному расположению своих клеток и наличию кутикулы. Крупные жилки у двудольных часто окружены колленхимными или склеренхимными клетками, также выполняющими опорную функцию. 2.2 Генеративные органы двудольных растений Цветок
Цветки очень разнообразны по форме, окраске, размерам и степени сложности. Цветок прикреплен к цветоножке, которая, расширяясь в верхней части, образует цветоложе. Цветоложе — это ось цветка, несущая листочки околоцветника, тычинки, пестики. Характерна определенная последовательность расположения частей цветка на цветоложе. Наружный круг на цветоложе образуют чашелистики, обычно окрашенные в зеленый цвет. Совокупность чашелистиков называют чашечкой. Чашечка может быть раздельнолистной, если чашелистики свободные, не сросшиеся, и сростнолистной, если они срастаются между собой полностью или частично. Внутри чашечки на цветоложе располагаются лепестки. Их совокупность называют венчиком. Окраска венчика чаще всего яркая (незабудка, лютик, ирис) или белая (звездчатка), но бывает и зеленой (адокса и др.). Венчик может быть раздельнолепестным и спайнолепестным. Величина и форма лепестков довольно разнообразна [8, с. 20-24] Чашечка и венчик вместе образуют околоцветник. Он защищает тычинки и пестики цветка от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Яркоокрашенный околоцветник привлекает насекомых-опылителей. Околоцветник, в котором четко выделяются как чашечка, так и венчик, называют двойным. Если же этого разделения нет и все листочки одинаковые, околоцветник называют простым. Простой околоцветник может быть похож на Яркоокрашенный венчик, если все его листочки ярко окрашены и напоминают лепестки (тюльпан), или на чашечку, если его листочки зеленые (свекла). Большинство цветков имеет симметричное расположение частей. Если через цветок вдоль его оси можно провести несколько плоскостей симметрии, его называют правильным или актиноморфным, если только одну - неправильным или зигоморфным. Тычинки и пестики могут быть расположены по спирали, кругами (или в один крут), пучками. Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. В самом центре цветка располагаются один или несколько пестиков. В пестике выделяют расширенную нижнюю часть - завязь, внутри которой заключены семязачатки (семяпочки), вытянутый столбик и улавливающее пыльцу рыльце. Совокупность пестиков в цветке называют гинецеем. Пестик может быть образован одним, двумя или несколькими плодолистиками. Плодолистики могут быть свободными (несросшимися); в этом случае каждый плодолистик образует пестик и количество пестиков в цветке равно количеству плодолистиков (лютик, земляника). Гинецей, состоящий из нескольких пестиков, называют апокарпным. В зависимости от положения завязи по отношению к другим частям цветка она может быть верхней, нижней или полунижней. Если завязь соединяется с цветоложем лишь своим основанием, а стенки ее свободны, она называется свободной или верхней, а цветок - подпестичным. Если же завязь погружена в мякоть цветоложа, а свободными остаются только столбик и рыльце, то она называется нижней. В этом случае завязь, окруженная цветоложем, четко выделяется под околоцветником, а цветок называется надпестичным. Полунижняя завязь свободна лишь в верхней части, околоцветник отходит как бы от середины завязи. Такой цветок называют полунадпестичным (бузина). Цветок, в котором имеются и тычинки и пестики, называют обоеполым. Если цветки имеют только тычинки, это тычиночные, или мужские, цветки; если только пестики - это пестичные, или женские, цветки. Среди растений с раздельнополыми цветками различают однодомные, имеющие мужские и женские цветки на одной особи (огурец, дуб, орешник, ольха), и двудомные, имеющие женские цветки на одной особи, а мужские - на другой (тополь, ива, облепиха). Двудомным растением свойственно иметь количество частей цветка больше четырёх. Эволюция дала двудольным еще одно приспособление – нектарники, имеющие целью привлечение насекомых для опыления, и секретирующие нектар – питательную сахаристую жидкость, служащую источником энергии для насекомых[6, с.113-133] Семя Семя представляет собой основной орган размножения и расселения двудольных растений. Развитию семени предшествуют процессы опыления и оплодотворения. Опыление заключается в переносе пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Пыльник тычинки при созревании вскрывается двумя продольными щелями. У растений, опыляемых с помощью насекомых (энтомофильных), пыльца из пыльника на рыльце пестика переносится насекомыми, у ветроопыляемых (анемофильных) растений она рассеивается при раскачивании пыльника ветром. Пыльца, перенесенная на рыльце пестика, оседает там, чему часто способствует неровность воспринимающей поверхности, которая к тому же обычно бывает клейкой. Липкая жидкость, выделяемая рыльцем, не только помогает улавливанию и удержанию пыльцевых зерен, но, возможно, ускоряет их прорастание. При прорастании пыльцевого зерна образуется пыльцевая трубка, которая проникает в ткань рыльца. Пыльцевая трубка растет по направлению к семязачатку. Внутри растущей пыльцевой трубки, у ее конца, находятся два ядра, это мужские половые клетки (спермин). На вершине семязачатка имеется отверстие, которое называется микропиле. Через отверстие пыльцевая трубка проникает в семязачаток и достигает зародышевого мешка (женского гаметофита). В зародышевом мешке имеется на микропилярном конце яйцеклетка и две вспомогательные клетки, на противоположном конце - три клетки-антипода. С каждого конца зародышевого мешка к его центру отходит по одному ядру, где они сливаются, образуя вторичное ядро зародышевого мешка. У покрытосеменных один из спермиев пыльцевой трубки сливается с ядром яйцеклетки, другой - с вторичным ядром зародышевого мешка. Происходит так называемое двойное оплодотворение. Впоследствии из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из оплодотворенного вторичного ядра эндосперм - ткань, богатая питательными веществами. После оплодотворения семязачаток развивается в семя. Сформировавшееся семя состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры. Зародыш - это зачаток нового растения. В зрелом семени двудольных растений зародыш морфологически расчленен на ось (зародышевый стебелек), семядольные листья (семядоли) в количестве двух и зародышевый корешок. На верхнем конце оси имеется точка роста побега (почечка). Эндосперм при созревании семян частично или полностью расходуется на питание зародыша. Семенная кожура выполняет функцию защиты зародыша от высыхания и повреждений. Завязь, в которой формируются семязачатки, а затем и семена, превращается в плод. Семя созревает и переходит в состояние покоя. В этот период все жизненные процессы приостанавливаются, рост прекращается, дыхание, присущее всем живым клеткам, замедляется до такой степени, что его не удается обнаружить. Продолжительность периода покоя семян очень различна. У некоторых растений (ивы, конского каштана) период покоя семян полностью или почти полностью отсутствует. Для прорастания семян нужны тепло, влага и воздух. Зародыш при прорастании превращается в проросток. У проростка быстро растет корневая система, затем верхушечная почка образует стебель с первыми настоящими листьями и проросток превращается в молодое растение, которому предстоит в дальнейшем пройти все возрастные периоды развития, характерные для данного вида[6, с. 26-29] Плоды Плод - характернейший орган двудольных растений. Он образуется из завязи плодника. Особенности строения плода связаны с типами гинецея, из которого он развивается. Соответственно различают апокарпные, синкарпные и паракарпные плоды. По количеству семян различают односемянные и многосемянные плоды, которые могут возникать как из одного, так и из многих плодолистиков. Плоды двудольных растений могут быть: сухими (боб, стручок, листовки, коробочка); сочными (слива, яблоко, апельсин и др.) Таким образом, в данной главе были подтверждены основные положения сравнительной таблицы, представленной в приложении №1. Заключение В рамках данной работы, нами было произведено изучение теории ботаники, с целью охарактеризовать растения класса двудольные. В первой главе удалось определить, что систематика покрытосеменных, выработанная с годами, поставила двудольные растения на более высокую ступень, чем однодольные в иерархии высших растений. Сравнительная характеристика двудольных и однодольных растений показала, что и двудольные и однодольные растения значимы для человека, но класс двудольных преобладает по количеству сфер применения и по количеству видов. В первой же главе нами рассмотрены основные, имеющие наибольшее практическое значение в России подклассы двудольных растений. Вторая глава была посвящена изучению особенностей анатомии растений класса двудольные, в результате были выявлены анатомические особенности особенности двудольных растений: Частей у цветка больше трёх; Семядолей – две; Стержневая корневая система; Наращивание корня и стебля за счёт камбия; Лист реже простой, чаще сложный, с чётким разделением на черешок и листовую пластину; свойственна листопадность. Библиографический список: Андреева Н.Г. Основы агрономии и ботаники. – М.: Колос, 1968. – 488 с. Андреева И.И. Родман Л.С. Ботаника. – М.: Колос, 1994. – 527 с. Агрономия с основами ботаники / Н.А. Корляков. – М.: Колос, 1980. – 424 с.Алексеев Е.В., Губанов И.А. Тихомиров В.Н. Ботаническая номенклатура. – М.: МГУ, 1989 – 167 с. Баландин С.А. Общая ботаника с основами геоботаники. – М.: Академия, 2006. – 293 с. Белоусова Л.С. Редкие растения мира. – М.; 1983. – 156 с. Блукет Н.А. Ботаника с основами физиологии растений. – М.: Колос, 1975. – 607 с. Ботаника: исследования / Юревич С.М. – Минск: Наука и Техника, 1971. – 248 с. Ботаника: морфология и анатомия растений / А.Е. Васильев и др. – М.: Просвещение, 1988. – 480 с. Геоботаника. – М.: ВИНТИТИ, 1991. – 236 с. Гутов Ю.Л. Селекция и семеноводство культурных растений. - М. 1991. – 122 с. Еленевский А.Г. Ботаника высших или надземных растений. – М.: Академия, 2000. – 429 с. Курнишкова Т.В. География растений с основами ботаники. – М.: Просвещение, 1987. – 207 с. Марков М.В. Популяционная биология растений. – Казань, 1986. – 238 с. Медведева В.К. Ботаника. – М.: Медицина, 1985. – 286 с. Миркин Б.М. Современная наука о растительности. – М.: Логос, 2001. – 263 с. Рейва П., Эверт Р., Айхорн С. Современная ботаника .Т.1. – М.: Мир, 1990. – 344 с. Рейва П., Эверт Р., Айхорн С. Современная ботаника .Т.2. – М.: Мир, 1990. – 364 с. Родман Л.С. Ботаника. – М.: Колос, 2001. – 328 с. Соя: генетика, селекция, семеноводство. Киев, 1987. – 122 с. Хржановский В.Г. Пономаренко С.Ф. Ботаника. – М.: Агропромиздат, 1988. – 383 с. Человек и его растения / под. ред. Н. Филипповского. – М.: Знание, 1989. – 95 с. Юсуфов А.Г. Лекции по эволюционной физиологии растений. – М., 1985. – 96 с. Приложение 1 Основные различия между однодольными и двудольными
Приложение 2 Родственные связи подклассов двудольных и однодольных цветковых растений Download 319.7 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|