Лабораторный практикум по систематике растений: учебно-методическое пособие 9965296936, 4310020000

Citation preview

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АЛЬ-ФАРАБИ

С. Г. Нестерова

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО «СИСТЕМАТИКЕ РАСТЕНИЙ» Учебно-методическое пособие

Алматы «Қазақ университеті» 2011 1

УДК 582.35:582.47 ББК 28.0 я 73 Н 28 Рекомендовано к изданию Ученым советом биологического факультета и Редакционно-издательским советом КазНУ им. аль-Фараби

Рецензенты: доктор биологических наук, профессор С.С. Айдосова доктор биологических наук И.И. Кокорева

Нестерова С.Г. Н 28 Лабораторный практикум по систематике растений: учебнометод. пособие. – Алматы: Қазақ университеті, 2011. – 82 с. ISBN 9965–29–693–6 В учебно-методическом пособии изложен практический материал, методические рекомендации и задания для выполнения лабораторных занятий по систематике низших и высших растений, вопросы для самоконтроля. Издание снабжено библиографией, глоссарием и достаточным количеством рисунков. Лабораторный практикум предназначен для студентов биологических, естественных факультетов университетов и других вузов.

Н

4310020000 – 177 460 (05) – 11

ISBN 9965–29–693–6 2

08–09

УДК 582.35:582.47 ББК 28.0 я 73

© Нестерова С.Г., 2011. © КазНУ им. аль-Фараби, 2011.

Предисловие Издание данного пособия продиктовано потребностью учебного процесса. Лабораторный практикум необходим для перехода к кредитной системе обучения, для усиления самостоятельной работы студентов. В пособии представлен развернутый план практических занятий по курсу “Систематика растений’’. Разделение материала на отдельные занятия окончательно устанавливается кафедрой и преподавателями, зависит от времени, отводимого на курс учебным планом. В пособии представлен перечень объектов, подлежащих изучению с указанием тех деталей, на которые следует обратить внимание. Цель лабораторных занятий – ознакомить студентов с разнообразием растительного мира, с особенностями строения и размножения различных систематических групп низших и высших растений. Основными задачами являются:  знакомство студентов с многообразием растительного мира;  освоение сравнительно-морфологического метода систематики для самостоятельного определения систематической принадлежности объектов;  приобретение практических навыков по проведению научных исследований по флоре, систематике;  изучение экологических особенностей растений. Лабораторные занятия представляют собой единую систему практических работ, которые способствуют формированию специальных умений и знаний о строении растений, о вегетативных и генеративных особенностях видов, успешному использованию данных, полученных о растениях, для решения практических задач. Одной из трудных проблем высшей школы является создание учебной литературы, обеспечивающей наибольшую самостоятель3

ность студента в проработке лабораторных работ. Пособие составлялось так, чтобы способствовать выработке у студентов навыков самостоятельной работы: даются контрольные вопросы для самопроверки, задания для подготовки к лабораторным занятиям, в помощь приводится основная и дополнительная литература. На лабораторных занятиях студенты приобретают навыки самостоятельной работы по определению систематической принадлежности растений, используя сравнительно-морфологический метод. Они готовятся к прохождению учебно-полевой практики по «Систематике растений» – составной части комплексной ботанической практики. Материалом для изучения служат гербарные образцы, живые объекты, постоянные препараты, заспиртованный материал и временные препараты, которые готовят студенты. Подбор видов для изучения в основном ориентирован на флору Казахстана. В работе используются микроскопы, препаровальные иглы, лупы, бинокуляры. Изучение материала следует проводить следующим образом. Перед занятиями студентами прочитывается требуемый материал по учебнику, уясняются важнейшие особенности отдела, класса, порядка и семейства. Разбираются детали строения органов растений. Особое внимание обращается на цикл развития того или иного растения. В лаборатории осуществляется знакомство с конкретными объектами и деталями строения органов. По каждому рассмотренному в пособии объекту предложены задания для морфологического анализа и зарисовки деталей строения объекта. В заданиях иногда указываются только родовые названия растений, чтобы для изучения мог быть использован любой вид данного рода или другого, систематически к нему близкого. Отчет о выполнении практической работы студенты представляют в виде альбома с рисунками, схем. Рисунки должны быть выполнены простым карандашом на плотной бумаге, снабжены обозначениями, названиями семейства и вида. В конце занятий предлагаются вопросы для самоконтроля. Выделение и объем классов, подклассов, порядков, семейств и других классификационных единиц магнолиофитов соответствует филогенетической системе А.Л. Тахтаджяна (1987). 4

ЗАНЯТИЕ 1 Тема: Отдел Цианобактерии (синезеленые водоросли) – Cyanophyta Цель: Знакомство с наиболее распространенными представителями цианобактерий, изучение особенностей их строения. Цианобактерии очень широко распространены по всему миру; их количество составляет около 2500 видов. Это очень древние организмы, возникшие свыше 3 млрд. лет назад. Предполагается, что изменения в составе атмосферы Архея и обогащение ее кислородом связаны с фотосинтетической активностью цианобактерий. Клетки цианобактерий по форме круглые, эллиптические, цилиндрические, бочонковидные или иные, могут оставаться одиночными, объединяться в колонии или образовывать многоклеточные нити. Часто они выделяют слизь в виде толстого чехла, окруженного у некоторых форм плотной оболочкой. У некоторых форм нити ветвятся и образуют слоевища (рис. 1).

Рис. 1. Цианобактерии А – осциллятория; Б – носток: 1 – общий вид, 2 – вид при малом увеличении, 3 – нить при большом увеличении, 4 – гетероциста

Нитчатые формы цианобактерий, помимо обычных клеток, имеют более крупные клетки с утолщенными стенками – гетероцисты. Гетероцисты способны фиксировать азот и снабжают азотистыми 5

веществами прочие клетки нити. Жгутиков цианобактерии в отличие от настоящих бактерий никогда не имеют, размножаются обычно путем деления клетки надвое. Полового процесса нет. Клетки цианобактерий характеризуются довольно толстыми стенками. Клеточная оболочка содержит некоторое количество целлюлозы, но главными компонентами являются иные полисахариды и пектиновые вещества. Подобно многим прокариотам, клеточная стенка содержит некоторое количество муреина. Настоящие вакуоли с клеточным соком у цианобактерий редки, но часто встречаются особые газовые «вакуоли», наполненные азотом. Объекты: Осциллатория (Oscillatoria), носток (Nostok), анабена (Anabena). Задание 1. Рассмотреть и зарисовать внешний вид колоний ностока. Определить особенности строения таллома, зарисовать и отметить вегетативные клетки, гетероцисты, колониальную слизь. 2. Найти на препаратах осцилляториевые водоросли, рассмотреть строение нитей, клеток, образование гормогониев. Определить признаки нитчатой структуры таллома, зарисовать водоросли. Обозначить нити, влагалище, гормогонии. 3. Выявить отличительные признаки рода анабена, зарисовать и обозначить вегетативные клетки, гетероцисты, споры.

Вопросы для самоконтроля ● Какие пигменты и продукты запаса характерны клеткам цианобактерий? ● В чем сходство и отличие синезеленых водорослей (цианобактерий) от других фотосинтезирующих водорослей? ● Какие формы организации таллома и размножения известны у цианобактерий? ● Каково практическое значение цианобактерий?

6

ЗАНЯТИЕ 2 Тема: Отдел Зеленые водоросли – Chlorophyta Цель: Познакомиться с многообразием уровней морфологической организации зеленых водорослей и представителями различных классов. Водоросли – низшие фотоавтотрофные растения, обычно живущие в воде (океанах, морях, озерах, прудах). Некоторые из них встречаются в почве, на суше и даже в атмосфере. Тело водорослей обычно лишено тканей и не расчленено на органы, т. е. является слоевищем. 3еленые водоросли разнообразны по внешнему виду (рис. 2, 3): одноклеточные, сифональные, многоклеточные нитчатые и пластинчатые.

Рис. 2. Зеленые водоросли А – вольвокс. Дочерние шары внутри материнского; Б – хлорелла: 1 – вегетативная клетка, 2, 3 – образование и выход автоспор; В – кладофора: 1 – часть таллома, 2 – хроматофор; Г – улотрикс: 1 – таллом, 2 – зооспора, 3 – гамета, 4 – копуляция гамет

7

Отличительный признак – чисто зеленый цвет слоевищ, сходный с окраской высших растений, вызванный преобладанием хлорофилла над другими пигментами. Из ассимиляционных пигментов у них обнаружены хлорофиллы а и b, α- и β-каротины. Клетки одноядерные и многоядерные, в большинстве покрыты целлюлозной и пектиновой оболочкой, редко голые. Наблюдаются изо- и гетеро-

Рис. 3. Зеленые водоросли А – спирогира: 1 – клетка с хроматофорами, 2 – лестничная конъюгация; Б – хара: 1 – общий вид: а – клубеньки, 2 – часть таллома: б – антеридий, в – оогоний

морфная смены поколений. Запасной продукт – крахмал, откладывающийся внутри хлоропластов, редко масло. Размножение вегетативное, бесполое и половое. Половой процесс – хологамия, изогамия, гетерогамия, оогамия, конъюгация. Объекты: живые водоросли и гербарные образцы, постоянные препараты. 8

Класс Собственно зеленые (Равножгутиковые) – Chlorophyceae (Isocontae) пор. Вольвоксовые – Volvocales Хламидомонада – Chlamydomonas Вольвокс – Volvox пор. Хлорококковые – Chlorococcales Хлорелла – Chlorella пор. Улотриксовыс – Ulotrichales Улотрикс – Ulotrix пор. Ульвовые – Ulvales Ульва – Ulva пор. Сифонокладовые – Siphonocladales Кладофора – Cladophora Класс Коньюгаты, или Сцеплянки – Conjugatophyceae пор. Зигнемовые – Zygnematales Cпирогира – Spirogyra Класс Харовые – Charphyceae Хара – Chara Задание: 1. Рассмотреть и зарисовать хлореллу, хламидомонаду, вольвокс, улотрикс, ульву. Отметить уровень организации таллома. 2. Зарисовать схему смены поколений у ульвы. 3. Рассмотреть и зарисовать участок таллома кладофоры. Обратить внимание на ветвление таллома, клеточную оболочку, строение хроматофора. 4. Рассмотреть и зарисовать спирогиру, клетку с хроматофорами и лестничную конъюгацию. 5. Рассмотреть и зарисовать внешний вид хары. Обратить внимание на членистое строение таллома, на «дифференциацию» клеток, способ нарастания таллома. Изучить готовые препараты половых органов хары. Зарисовать строение оогония, антеридия, щитка со сперматогенными клетками.

Вопросы для самоконтроля ● Какие черты сближают хлорококковые с вольвоксовыми? ● Какие формы из хлорококковых характеризуются отсутствием подвижных стадий в цикле развития? ● Каково распространение и образ жизни хлорококковых? ● Каковы особенности строения клеток кладофоры? ● Чем отличается хара от других зеленых водорослей? ● Какие основные признаки характерны для конъюгат?

9

ЗАНЯТИЕ 3 Тема: Эвгленовые – Euglenophyta и Диатомовые водоросли – Bacillariophyta Цель: познакомиться с особенностями строения и размножения Эвгленовых и Диатомовых водорослей. Эвгленовые водоросли характеризуются чисто-зеленой окраской хроматофоров, содержащих хлорофиллы a и b, каротин и ксантофилл. Это микроскопические водоросли. Целлюлозной оболочки нет. Крахмала нет; запасной продукт – углевод парамилон. Характерно наличие одного жгутика. Живут в основном в пресных водоемах, где могут питаться миксотрофно. Диатомовые водоросли – совершенно особая группа одноклеточных организмов, резко отличающаяся от остальных водорослей (рис. 4).

Рис. 4. Диатомовые водоросли А – пиннулярия (Pinnularia), вид со стороны пояска; Б – она же, вид со стороны шва; В – она же, вскрытая клетка; Г – она же, поперечный срез через клетку; Д – циклотелла (Cyclotella): 1 – эпитека, 2 – гипотека, 3 – шов, 4 – узелок, 5 – хромопласт, 6 – пиреноиды, 7 – цитоплазма, 8 – ядро, 9 – вакуоль

10

Клетки диатомей снаружи окружены твердой кремнеземной оболочкой, называемой панцирем. Целлюлозная оболочка отсутствует. Хлоропласты окрашены в различные оттенки желто-бурого цвета в зависимости от набора пигментов, среди которых преобладают каротин, ксантофилл и особый пигмент диатомин из группы ксантофиллов. Хлорофиллы а и с. Главный запасной питательный продукт – жирное масло. Диатомовые водоросли занимают совершенно исключительное по своему значению место в общем круговороте веществ в природе. Они служат основным кормом и первоначальным звеном в цепи питания для многих организмов. Задание 1. Изучить и зарисовать монадные структуры клеток эвглены (Euglena) и факуса (Phacus). 2. Рассмотреть клетки диатомовых в разных положениях: вид сверху – со створками и вид сбоку – с поясками. Изучить структурные образования панциря. Отметить эпитеку и гипотеку. 3. Найти и зарисовать колониальные формы гомфонемы (Gomphonema) и фрагилярии (Phragilaria).

Вопросы для самоконтроля ● На какие классы делятся диатомовые водоросли, и чем они отличаются по строению и образу жизни, а также по распространению в природе? ● Каковы основные черты организации эвгленовых водорослей? ● Как происходит половой процесс у диатомовых водорослей? ● Какое значение имеют эвгленовые и диатомовые водоросли?

11

ЗАНЯТИЕ 4 Тема: Отделы красные – Rhodophyta и бурые водоросли – Phaeophyta Цель: Установить особенности строения и размножения высокоорганизованных форм водорослей в сравнении с другими отделами водорослей. За небольшим исключением багрянки – морские обитатели. Таллом у багрянок чаще всего имеет вид разветвленных многоклеточных нитей, прикрепленных к субстрату (к камням, ракушкам) при помощи ризоидов (рис. 5). Они составляют вместе с бурыми водорослями самую большую группу растений морского бентоса. Их своеобразие, прежде всего, заключается в наборе пигментов. В хлоропластах багрянок, помимо хлорофиллов a и d и каротиноидов, содержится еще ряд водорастворимых пигментов – фикобилинов: красные фикоэритрины и синие фикоцианины и аллофикоцианин. От соотношения этих пигментов и зависит окраска таллома. Продуктом ассимиляции является так называемый «багрянковый .

Рис. 5. Красные водоросли А – порфира (Porphyra), Б – родимения (Rodimenia), В – батрахоспермум (Batrachospermum)

12

крахмал». Клетки одно- или многоядерные. Половой процесс оогамный. Подвижные стадии в цикле развития полностью отсутствуют, а споры и гаметы всегда лишены ундулиподиев. Все бурые водоросли – многоклеточные организмы. Древние представители отдела – ветвистые однорядные или многорядные нити; высокоорганизованные – имеют крупные расчлененные талломы (рис. 6). Для водорослей этого отдела характерны хлоропласты, окрашенные в бурый цвет, благодаря тому, что, помимо хлорофиллов а и с и β-каротина, имеется избыток бурых пигментов – ксантофиллов и особенно фукоксантина. Запасной полисахарид – ламинарин. Кроме ламинарина, запасными продуктами служат шестиатомный спирт маннит и жиры. Зооспоры и гаметы имеют ундулиподии и глазок. Половое размножение – изогамное, гетерогамное и оогамное. Материалы: пробы из природных водоемов, гербарий, постоянные препараты, таблицы, схемы. Отд. Рhаеорhуtа Класс гетерогенератные – Heterogeneratae пор. Laminariales

Рис. 6. Бурые водоросли: А – ламинария (Laminaria), Б – фукус (Fucus)

13

Laminaria Класс циклоспоровые – Cyclosporeae пор. Fucales Fucus Отд. Rhodophyta Класс бангиевые – Bangiophyceae Porphyrae Класс флоридеевые – Florideophyceae Batrachospermum. Задание 1. Зарисовать внешний вид ламинарии. Обратить внимание на расчленение таллома, на пластинку, ножку, когтевидные ризоиды. Зарисовать схему гетероморфной смены поколений ламинарий. 2. Зарисовать внешний вид фукуса и готовый препарат скафидия фукуса. 3. Рассмотреть и зарисовать талломы порфиры, родимении, батрахоспермума. Обратить внимание на разнообразие окраски талломов.

Вопросы для самоконтроля ● Как размножаются бурые водоросли и какие из них считаются более примитивными? ● Каковы основные черты организации красных водорослей? ● В чем отличие красных водорослей от бурых? ● Каково практическое значение красных и бурых водорослей?

14

ЗАНЯТИЕ 5 Тема: Грибы – Mycota Классы: зигомицеты – Zygomycetes, аскомицеты – Ascomycetes и базидиомицеты – Basidiomycetes Цель: изучить характерные особенности зигомицетов, аскомицетов и базидиомицетов.

ЦАРСТВО ГРИБЫ MYCOTA (FUNGI) Бесхлорофильные, гетеротрофные организмы. Занимают промежуточное положение между царством животных и царством растений. С животными грибы сближают следующие признаки: 1) хитин в клеточных стенках; 2) отсутствие фотосинтетических пигментов; 3) распад органических веществ идет до мочевины; 4) продукт ассимиляции у большинства – гликоген. С растениями сближает: 1) наличие развитой клеточной стенки; 2) неподвижность в вегетативном состоянии и неограниченный рост; 3) свойство впитывать питательные вещества и воду осмотрофно. В тоже время по целому ряду признаков грибы резко отличаются и от животных, и от растений: 1. Грибы – редуценты, тогда как растения являются продуцентами, а животные – консументами. 2. У большинства растений и у животных в жизненном цикле доминирует диплоидная стадия, гаплоидны лишь гаметы. У грибов преобладает гаплоидная стадия, диплоидна лишь зигота. 3. У большинства грибов невозможно выделить особь как физически ограниченный индивид. 4. Отсутствует четко выраженная смена поколений. Вегетативное тело большинства грибов представлено мицелием, состоящим из гиф – тонких ветвящихся нитей с апикальным ростом и боковым ветвлением; у немногих – одноклеточное. У высших гри15

бов имеются различные видоизменения мицелия: ризоморфы, склероции, плектенхима. У грибов имеется вегетативное и бесполое размножение, а также половой процесс. У грибов встречается большое разнообразие половых процессов: 1) все виды гаметогамии (изо-, гетеро- и оогамия); 2) гологамия (хологамия); 3) гаметангиогамия; 4) соматогамия. Класс Зигомицеты – Zygomycetes Наиболее известен род Mucor (мукор). Задание 1. Зарисовать мицелий и спорангиеносцы мукора.

КЛАСС АСКОМИЦЕТЫ (СУМЧАТЫЕ ГРИБЫ) – ASСOMYCETES Подкл. Hemiascomycetidae пор. Эндомицетовые – Endomycetales род Сахаромицес – Saccharomyces Наиболее распространенная и практически важная группа класса – дрожжи (роды Saccharomyces, Candida и т.д.). Типичного мицелия у них нет, а есть лишь единичные клетки, размножающиеся почкованием или делением (рис. 7).

Рис. 7. Почкующиеся дрожжевые клетки

16

Среди возбудителей болезней культурных растений к аскомицетам относятся мучнистая роса, парша яблони и груши; спорынья (рис. 8). Многие аскомицеты и близкие к ним дейтеромицеты из родов аспергилл (Aspergillus) и пеницилл (Penicillium) (рис. 9) образуют антибиотики, ферменты, органические кислоты и используются для их промышленного получения.

Рис. 8. Спорынья пурпурная (Claviceps purpuea) (справа – колос со склероциями, слева – проросший склероций)

Рис. 9. Эвроциевые грибы А – Пеницилл, Б – Аспергилл

17

Класс. Сумчатые грибы – Ascomycetes подкл. Hemiascomycetidae пор. Эндомицетовыс – Endomycetales род Сахаромицес – Saccharomyces подкл. Euascomycetidae пор. Эвроцисвые – Eurotiales род Аспергилл – Aspergillus род Пеницилл – Penicillium пор. Clavicipitales вид Claviceps purpurea Задание 1. Рассмотреть и зарисовать клетки дрожжей. 2. Изучить и зарисовать строение мицелия и форму спороношений у пеницилла и аспергилла. 3. На пораженных листьях древесных пород найти клейстокарпии и зарисовать их формы. 4. Рассмотреть пораженные спорыньей соцветия злаков. Зарисовать прорастающий склероций и разрез через строму.

КЛАСС БАЗИДИОМИЦЕТЫ – BASIDIOMYCETES Базидиальные грибы отличаются от сумчатых грибов тем, что органом полового спороношения у них является не сумка, а базидия, в которой образуются экзогенные (наружные) споры. Их называют базидиоспоры. Они одноклеточные, гаплоидные. Отличительной чертой базидиомицетов является также и то, что специальных половых органов у них не образуется (соматогамия). Бесполое размножение совершается конидиями, вегетативное размножение осуществляется оидиями. В цикле развития базидиомицетов господствует дикариотическая стадия. Диплоидна только молодая базидия. Базидиоспоры и первичный мицелий гаплоидны. Одни базидиомицеты образуют плодовые тела, другие – их не образуют, и в этом случае базидии образуются прямо на гифах. Плодовое тело, на котором образуется гимениальный слой (тесный палисадный слой базидиев), состоит из компактно переплетенных дикариотич18

ных гиф и имеет разнообразную форму: шляпки с ножкой (пеньком) у шляпочных грибов, копытообразных наростов у трутовиков (рис. 10); пленки у домового гриба и др. Класс Базидиомицеты – Basidiomycetes п/кл. Холобазидиомицеты – Holobasidiomycetidae группа порядков Гименомицеты – Hymenomycetidae пор. Афиллофоровые – Aphillophorales вид Трутовик настоящий – Fomes fomentarius пор. Агариковые – Agaricales род Шампиньон – Agaricus п/кл. Телиобазидиомицеты – Teliobasidiomycetidae пор. Головневые – Ustilaginales вид Устиляго – Ustilago sp. пор. Ржавчинные – Uredinales вид Ржавчина – Puccinia sp.

Рис. 10. Плодовые тела базидиомицетов А – трутовик, Б – шампиньон

Задание 1. Рассмотреть и зарисовать плодовое тело трутовика. 2. Рассмотреть и зарисовать внешний вид плодового тела шляпочного гриба шампиньона. Обозначить на рисунке: ножку, шляпку, пластинчатый гименофор и частное покрывало.

19

3. Зарисовать трубчатый и пластинчатый гименофоры и обозначить базидии и базидиоспоры, псевдопарафизы, цистиды, субгимениальный слой и строму. 4. Рассмотреть пораженные головней растения пшеницы и ячменя. Описать внешний вид пораженного растения и изменения пораженных органов. 5 Рассмотреть и зарисовать схему цикла развития головневого гриба-возбудителя твердой головни пшеницы. 6. Составить и зарисовать схему жизненного цикла развития ржавчинных грибов.

Вопросы для самоконтроля ● Царство грибы. Черты растительной и животной организации грибов. Принципы деления грибов на классы. ● Особенности строения зигомицетов и их значение. ● Какой признак лежит в основе классификации аскомицетов? ● Какие типы плодовых тел формируются у аскомицетов и как образуются сумки? ● Назовите отличительные родовые диагностические признаки мучнисто-росяных грибов. ● Особенности строения и размножения базидиомицетов. ● Каковы особенности строения плодовых тел гастеромицетов? ● Охарактеризуйте циклы развития возбудителей пыльной головни ячменя, твердой головни пшеницы, спорыньи. ● Цикл развития возбудителя линейной ржавчины злаков. ● Распространение и значение грибов.

20

ЗАНЯТИЕ 6 Тема: Отдел лишайники – Lichenes Цель: Изучить особенности строения и размножения лишайников. Объекты: гербарные образцы лишайников: ксантории (Xanthoria), пармелии (Parmelia), кладонии (Cladonia), уснеи (Usnea) и постоянные препараты пармелии, коллемы (Collema). Лишайники отличаются своеобразным строением. Слоевище (тело) лишайника составлено двумя организмами – грибом и водорослью, находящимися во взаимно полезном сожительстве – симбиозе. Снаружи лишайник обычно покрыт плотным корковым слоем из тесно сплетенных и видоизмененных гиф гриба. Внутренняя часть состоит из многочисленных гиф, оплетающих отдельные клетки и целые группы водорослей (рис. 11).

Рис. 11. Анатомическое строение лишайника 1 – соредии, 2 – верхняя кора, 3 – водорослевый слой, 4 – сердцевина, 5 – нижняя кора, 6 – ризины

Грибы, участвующие в симбиозе, относятся к высшим, т.е. к классу сумчатых, реже – базидиальных. А водоросли – из типа зеленых, реже – сине-зеленых (цианобактерий); желто-зеленых или бу21

рых. Слоевище лишайников может иметь вид корочки, листовидной пластинки или кустика. В связи с разнообразием их форм различают три основных морфологических типа: накипные, листоватые и кустистые лишайники (рис. 12).

Рис. 12. Морфология лишайников А – накипной, Б – листоватый, В – кустистый

Задание 1. Изучить на гербарных образцах и зарисовать внешний вид накипных, листоватых и кустистых лишайников. 2. Рассмотреть при малом и большом увеличении постоянный препарат талломов пармелии и коллемы. Зарисовать разрезы талломов, сделать обозначения. 3. Рассмотреть на гербарных образцах апотеции кладонии, определить тип апотеции, зарисовать и обозначить структурные элементы. 4. Рассмотреть и зарисовать строение изидий, а также перитециев. 5. Рассмотреть под бинокуляром или с помощью лупы таллом кладонии с соредиями (соралями) и зарисовать.

Вопросы для самоконтроля ● Каковы основные принципы классификации лишайников? ● Какие водоросли представляют фикобионт в составе лишайников? ● Что такое микобионт? Какие грибы входят в состав лишайников? ● Какие морфологические типы строения таллома лишайников известны? ● Охарактеризуйте анатомическое строение таллома лишайников и размножение лишайников. ● Экологические группы лишайников. Значение лишайников.

22

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ ЗАНЯТИЕ 7 Тема: Отделы Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные. Классы Ликоподиопсида, Еквизетопсида, Полиподиопсида Цель: Знакомство с особенностями строения и развития высших споровых растений. Изучить черты организации моховидных, плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных.

Отдел Моховидные – BRYOPHYTA Моховидные обладают следующими характерными чертами: это зеленые наземные травянистые растения, спорофит от коротко живущего – до однолетника. Спорофит всегда прикреплен к гаметофиту и зависит от него, не ветвится и образует единственный конечный спорангий; споры, как правило, рассыпаются по воздуху. Гаметофит обычно многолетний; он часто состоит из ювенильной, обычно нитчатой фазы (протонемы) и более сложной фазы (гаметофита), который образует половые органы. Мужские гаметы (сперматозоиды) достигают яйцеклетки по воде. Они образуются в антеридии – в ножкообразной сумке. Эта сумка состоит из стерильной однослойной оболочки, окружающей множество клеток, каждая из которых образует сперматозоид. Женский половой орган (архегоний) колбообразной формы; шейка этой колбы однослойная, в то время как нижняя расширенная часть (брюшко) многослойная; каждый архегоний окружает единственную яйцеклетку. Моховидные в большинстве случаев малы, со спорофитом обычно не более чем 3 см высотой, гаметофит обычно меньше, хотя прямостоячие формы могут достигать 20 см, и стелющиеся, водные или висячие формы могут достигать метра длины. Главнейшей особенностью этого отдела, отличающей их от всех других высших растений, является преобладание гаметофита – гаплоидной фазы 23

Рис. 13. Жизненный цикл маршанции обыкновенной. М – мейоз 1 – споры (n); 2 – протонема; 3 – мужской гаметофит (n); 4 – женский гаметофит (n); 5 – антеридиальная головка; 6 – антеридии; 7 – архегониальная головка; 8 – архегоний; 9 – яйцеклетка (n); 10 – сперматизоид; 11 – зигота (2 n); 12 – спорогенная ткань (2 n); 13 – зрелый спорофит (2 n); 14 – архегониальная головка со зрелыми спорами

(полового поколения) в цикле развития (рис. 13). Спорофит – диплоидная фаза (бесполое поколение) выражен слабее и неприспособлен к самостоятельному существованию. Гаметофит моховидных представлен либо талломом (слоевищем), либо он расчленен на стебель (каулидий) и листья (филлидии). Моховидные лишены корней (их функцию выполняют ризоиды).

КЛАСС ПЕЧЕНОЧНЫЕ МХИ (ГЕПАТИКОПСИДЫ) – HEPATICOPSIDA (HEPATICAE) ПОР. МАРШАНЦИЕВЫЕ – MARCHANTIALES Семейство маршанциевые – Marchantiaceae Типичным представителем семейства является маршанция обыкновенная – Marchantia polymorpha L. 24

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Общий вид таллома. Обратить внимание на дихотомический тип ветвления, дорзивентральное строение, расположение мужских и женских подставок на разных талломах, форму и расположение выводковых корзиночек, ризоидов и амфигастрий. 2. Вертикальный срез таллома. 3. Вертикальный разрез мужской подставки. Отметить антеридиальные полости с антеридиями, воздухоносные камеры, находящиеся между антеридиальными полостями. Строение антеридия: стенка из одного слоя клеток, сперматогенная ткань, ножка антеридия. 4. Вертикальный разрез женской подставки. 5. Несозревший спорогоний: коробочка, ножка, гаустория (стопа), спорогенная ткань. Колпачок, перианций. 6. Зрелый спорогоний: вскрывшаяся коробочка, ножка, стопа. Споры и элатеры. 7. Схему жизненного цикла. Рисунок снабдить соответствующими обозначениями.

Вопросы для самоконтроля ● ● ● ●

Как устроен таллом и спорогоний у маршанции? Как устроены антеридии и архегонии у маршанции? Что такое протонема? Опишите цикл развития маршанции и укажите место редукционного деле-

ния. ● Каково вегетативное размножение маршанции?

КЛАСС ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫЕ МХИ (БРИОПСИДЫ) – BRYOPSIDA (MUSCI) ПОДКЛАСС СФАГНОВЫЕ (СФАГНИДЫ) – SPHAGNIDAE В подклассе один порядок Sphagnales, одно семейство сфагновые – Sphagnaceae и один род Sphagnum. Род сфагнум – Sphagnum Hedw.

25

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид растения. Стебель с ветвями: верхушечными, торчащими, свисающими. Спорогоний. Листья. 2. Поперечный срез стебля. Гиалодермис, склеродермис, сердцевина. 3. Лист. Сеть хлорофиллоносных клеток, гиалиновые клетки с порами и спиральными утолщениями оболочек. 4. Спорогоний в продольном разрезе: стопа (гаустория), стенка коробочки, колонка, спорангий, ложная ножка, крышечка, колпачок.

ПОДКЛАСС БРИЕВЫЕ (БРИИДЫ) – BRYIDAE ПОР. ПОЛИТРИХОВЫЕ – POLYTRICHALES Семейство политриховые – Polytrichaceae Политрихум обыкновенный (кукушкин лен) – Polytrichum commune Hedw. Наиболее крупный мох, широко распространен в сырых местах и на болотах. Является типичным представителем семейства (рис. 14).

Рис. 14. Жизненный цикл политрихума обыкновенного. М – мейоз 1 – женский гаметофит (n); 2 – спорофит (2 n); 3 – ножка; 4 – коробочка; 5 – колпачек; 6 – спорогенная ткань; 7 – перистом; 8 – споры (n); 9 – протонемы; 10 – молодые гаметофиты (n); 11 – «почка»; 12 – мужской гаметофит (n); 13 – антеридии; 14 – женский гаметофит (n); 15 – архегонии; 16 – сперматозоид; 17 – зигота (2 n); 18 – молодой спорофит (2 n)

26

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Общий вид растения: женский экземпляр со спорогонием и мужской экземпляр. 2. Поперечный срез стебля. 3. Внешний вид спорогония: ножка, апофиза, коробочка, крышечка, колпачок. 4. Продольный разрез спорогония: крышечка, ножка, апофиза, колонка, эпифрагма, нити из хлорофиллоносных клеток, спорангий с археспориальными клетками, перистом. 5. Простой (однорядный) перистом.

Вопросы для самоконтроля ● ● ● ● ● личие.

Каково строение кукушкина льна? В чем отличие строения спорогония кукушкина льна от маршанции? Каково строение сфагнума? Опишите цикл развития кукушкина льна. Сравните строение лиственных и печеночных мхов, отметив сходство и раз-

ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ – LYCOPODIOPHYTA Древняя группа растений, наибольшее развитие имела в позднем палеозое. В жизненном цикле преобладает спорофит (рис.14). Современные представители отдела представлены многолетними травянистыми листостебельными растениями с корнями. Для плауновидных характерно дихотомическое ветвление стебля и придаточных корней. Листья мелкие (микрофиллия). Спорангий на спорофиллах, собранных в колоски. Среди плауновидных есть растения равноспоровые и разноспоровые. Гаметофиты редуцированы разнообразной формой и различными типами питания.

КЛАСС ПЛАУНОВЫЕ – LYCOPODIOPSIDA ПОР. ПЛАУНОВЫЕ – LYCOPODIALES Семейство плауновые – Lycopodiaceae Типичным представителем рода плаун (Lycopodium) является плаун булавовидный – L. clavatum L. (рис. 15). 27

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид. Отметить дихотомическое ветвление стеблей, форму и расположение листьев, спороносные колоски, корни. 2. Поперечный срез стебля: эпидермис, кора, листовые следы в ней, в центре стебля плектостела (клетки перицикла, флоэмы, ксилемы). 3. Продольный срез колоска: ось колоска, спорофиллы, спорангии, споры. 4. Схему жизненного цикла. Рисунок снабдить соответствующими обозначениями.

Рис. 15. Жизненный цикл плауна булавовидного 1 – зрелый спорофит (2 n); 2 – спорофилл; 3 – спорангий; 4 – спора; 5 – молодой гаметофит; 6 – гаметофит; 7 – незрелый архегоний; 8 – незрелый антеридий; 9 – зрелый антеридий; 10 – сперматозоиды; 11 – зрелый архегоний; 12 – яйцеклетка; 13 – зигота (2 n)

КЛАСС ПОЛУШНИКОВЫЕ – ISOETOPSIDA ПОР. СЕЛАГИНЕЛЛОВЫЕ – SELAGINELLALES Семейство селагинелловые – Selaginellaceae Род селагинелла – Selaginella Spring.

28

Задание Расссмотреть и зарисовать: 1. Общий вид растения: дихотомический тип ветвления, дорзивентральность побегов, диморфизм листьев, их расположение на стебле, ризофоры. 2. Продольный радиальный срез спороносного колоска. 3. Отметить ось колоска, спорофиллы, находящиеся в их пазухах микро- и мегаспорангии с микро- и мегаспорами, язычки, расположенные выше мест прикрепления спорангиев. 4. Схему жизненного цикла. Рисунок снабдить соответствующими обозначениями (рис.16).

Рис. 16. Жизненный цикл селагинеллы. М – мейоз 1 – спорофит (2 n); 2 – спороносный колосок; 3 – микроспорангий; 4 – микроспора; 5 – мужской заросток (n); 6 – сперматозоид; 7 – мегаспорангий; 8 – мегаспора; 9 – женский заросток (n); 10 – архегоний; 11 – яйцеклетка; 12 – зигота (2 n); 13 – зародыш; 14 – оболочка мегаспоры

Вопросы для самоконтроля ● Каково строение спорофита и гаметофита плауна? ● Как устроен спороносный колосок у плауна? ● В чем отличие строения спороносного колоска плауна от спороносного колоска селагинеллы? ● Сравните строение плауна и селагинеллы. ● Опишите цикл развития плауна и селагинеллы.

29

Отдел Хвощевидные – EQUISETOPHYTA КЛАСС ХВОЩЕВЫЕ – EQUISETOPSIDA Хвощевидные являются древней группой растений. Они имели расцвет в позднем палеозое. В современной флоре они представлены одним родом хвощ – Equisetum L. с 20 полиморфными видами. В жизненном цикле преобладает спорофит, расчлененный на стебель, лист и придаточные корни (рис. 17). Побеги состоят из четко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато-расположенными листьями. Листья теломного происхождения, пленчатые. Стебли фотосинтезирующие с полыми междоузлиями. Спороносные колоски расположены на верхушке побегов. Спорофиллы (спорангиофоры) имеют вид щитка. Они прикреплены к оси колоска ножкой. Спорангии расположены на нижней стороне щитка. Гаметофит редуцирован до микроскопических размеров. Сперматозоиды многожгутиковые.

Рис. 17. Жизненный цикл хвоща полевого 1 – зрелый спорофит (2 n); 2 – вегетативный побег; 3 – спороносный побег; 4 – стробил; 5 – спорогенная ткань; 6 – спорангиофор; 7 – зрелый спорангий; 8 – спора; 9 – элатеры; 10 – гаметофит; 11 – ризоиды; 12 – архегоний; 13 – яйцеклетка; 14 – антеридий; 15 – сперматогенная ткань; 16 – сперматозоид; 17 – зигота

30

Спорофиты ныне живущих хвощевидных представляют собой равноспоровые растения, но у некоторых видов выражена физиологическая разноспоровость. Споры имеют элатеры. Гаметофиты в виде зеленых заростков.

ПОР. ХВОЩЕВЫЕ – EQUISETALES Семейство хвощевые – Equisetaceae Хвощ полевой – Equisetum arvense L. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид. 2. Поперечный срез стебля в зоне междоузлия. Отметить эпидермис и устьица в нем, тяжи склеренхимы в ребрышках, хлоренхиму под эпидермисом ложбинок, воздухоносные полости, коллатеральные пучки, образующие артростелу. 3. Продольный радиальный срез спороносного колоска: ось колоска, спорангиофоры, спорангии. 4. Споры во влажном (элатеры спирально скручены) и сухом (элатеры развернуты) состоянии. 5. Схему жизненного цикла.

Вопросы для самоконтроля ● Каково строение хвоща? ● Как устроены спороносный колосок и споры у хвоща? ● Сравните строение хвоща и плауна, отметив характерные особенности каждого вида. ● В чем сущность разноспоровости?

Отдел Папоротниковидные – POLYPODIOPHYTA Одна из наиболее древних групп высших растений, насчитывающая в современной флоре более 10000 видов. В жизненном цикле преобладает спорофит (рис. 18). Растения макрофильные. Крупные листья (вайи) папоротников возникли в результате уплощения и срастания теломов, часто сильно рассеченные, длительное время сохраняют верхушечный рост, образуя при этом разворачивающуюся «улитку». Большинство папоротников стран умеренного климата – многолетние наземные 31

травянистые растения часто с ползучим или вьющимся стеблем (корневищем). Большинство папоротников равноспоровые, но есть и разноспоровые растения. Спорангии чаще образуются на нижней поверхности листа; в большинстве случаев собраны кучками (сорусами) и часто защищены покрывальцем (индузием). Имеются различные способы вскрывания спорангиев.

Рис. 18. Жизненный цикл щитовника мужского. М – мейоз 1 – взрослый спорофит (2 n); 2 – сорусы; 3 – споронгий; 4 – спора; 5 – молодой гаметофит (n); 6 – зрелый гаметофит (n); 7 – незрелый антеридий; 8 – спермагенная ткань; 9 – зрелый антеридий; 10 – сперматозоиды; 11 – незрелый архегоний; 12 – яйцеклетка; 13 – зрелый архегоний; 14 – зигота (2 n); 15 – гаметофит с ризоидами (n); 16 – молодой спорофит

Гаметофиты в виде заростков, у большинства равноспоровых папоротников они наземные зеленые. У разноспоровых папоротников заростки сильно редуцированы, особенно мужские.

32

КЛАСС ПОЛИПОДИОПСИДЫ – POLYPODIOPSIDA ПОР. ПОЛИПОДИЕВЫЕ – POLYPODIALES Семейство полиподиевые – Polypodiaceae Род полиподиум (многоножка) – Polypodium L.

ПОР. ЦИАТЕЙНЫЕ – CYATHEALES Семейство асплениевые – Aspleniaceae Щитовник мужской – Dryopteris filix mas (L.) Schott. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид: корневище, придаточные корни; лист (вайя) на основном черешке (рахисе), сорусы спорангиев на нижней стороне сегментов листа, прикрытые индузием. 2. Поперечный срез соруса. 3. Вскрывание созревшего спорангия. Поместив спорангий (из заспиртованного материала) в каплю глицерина, пронаблюдать вскрывание спорангия. 4. Схему жизненного цикла. Рисунок снабдить соответствующими обозначениями.

ПОДКЛАСС САЛЬВИНИИДЫ – SALVINIIDAE ПОР. САЛЬВИНИЕВЫЕ – SALVINIALES Мелкие водные разноспоровые растения Семейство сальвиниевые – Salviniaceae Сальвиния плавающая – Salvinia natans (L.) All. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид. Стебель с горизонтально расположенными мутовками листьев по 3 в каждой мутовке. Два листа, эллиптические, плавающие на поверхности воды, и третий лист погружен в воду, рассечен на нитевидные доли, покрыт волосками. Сорусы спорангиев на долях погруженного листа.

33

2. Срезы микро- и мегасорусов. Двуслойный индузий с воздухоносными полостями между слоями. В микросорусах отметить многочисленные микроспорангии со многими микроспорами, в мегасорусах – по нескольку мегаспорангиев, содержащих каждый по одной мегаспоре.

Вопросы для самоконтроля ● Каково строение мужского папоротника и сальвинии плавающей? ● Что такое синангий? ● Циклы развития мужского папоротника и водных папоротников и место редукционного деления. ● Как устроен спорофит и гаметофит наземных и водных папоротников? ● Каково значение папоротников?

34

ЗАНЯТИЕ 8 Тема: Голосеменные – PINOPHYTA Цель: Знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей отдела Голосеменные.

ОТДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ – PINOPHYTA (GYMNOSPERMAE) Голосеменные – древняя группа растений, которая в настоящее время насчитывает около 750 видов. В жизненном цикле преобладает спорофит (рис. 19). Голосеменные вечнозеленые, реже листопадные деревья, кустарники или лианы. В отделе прослеживается как микрофильная, так и макрофильная линии эволюции. Голосеменные являются разноспоровыми растениями. Но в отличие от остальных архегониатов они размножаются не спорами, а семенами, и половое размножение у них независимо от воды.

Рис. 19. Жизненный цикл сосны. М – мейоз 1 – взрослый спорофит; 2 – женская шишка; 3 – семенная чешуя с семязачатками; 4 – мегаспоры; 5 – женский гаметофит; 6 – архегонии; 7 – мужская шишка; 8 – микроспорофилл с микроспорангием; 9 – пыльца; 10 – семя; 11 – зародыш; 12 – молодой проросток

35

В настоящее время отдел голосеменных подразделяется на 6 классов: семенные папоротники, или лигиноптеридопсиды (Lyginopteridopsida, или Pteridospermae), саговниковые (Cycadopsida), беннеттитовые (Bennettitopsida), гнетовые (Gnetopsida), гинкговые (Ginkgoopsida) и хвойные (Pinopsida).

КЛАСС ХВОЙНЫЕ – PINOPSIDA ПОР. СОСНОВЫЕ – PINALES Семейство сосновые – Pinaceae 1. Сосна обыкновенная – Pinus sylvestris L. 2. Сосна сибирская (кедр сибирский) – Pinus sibirica (Rupr.) Mayr. 3. Веймутовая сосна – Pinus strobus L. 4. Ель обыкновенная – Picea abies (L.) Karst. 5. Ель сибирская – Picea oborata Ledeb. 6. Ель Шренка (тяньшанская) – Picea schrenkiana Fisch.et Mey. 7. Пихта сибирская – Abies sibirica Ledeb. 8. Лиственница сибирсая – Larix sibirica Ledeb.

ПОРЯДОК КИПАРИСОВЫЕ – CUPRESSALES Семейство кипарисовые – Cupressaceae 1. Можжевельник обыкновенный – Juniperus communis L. 2. Можжевельник ложноказачий – Juniperus pseudosa – bina Fisch. et Mey. 3. Туя западная – Thuja occidentales L. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Два типа побегов Pinus: длинные и короткие. 2. Анатомическое строение листа (хвоинки) Pinus. На схеме поперечного среза отметить эпидермис, состоящий из толстостенных клеток и покрытый снаружи кутикулой; замыкающие клетки устьиц, складчатый мезофилл, смоляные каналы со склеренхимными обкладками, эндодерму, коллатеральные проводящие пучки, тяж склеренхимы. 3. Продольный радиальный срез «мужской» шишки (микростробила) Pinus. Отметить ось и микроспорофиллы с микроспорангиями.

36

4. Строение пыльцевого зерна Pinus. Показать тело и воздухоносные мешки. Внутри отметить остатки проталлиальных клеток, антеридиальную клетку и вегетативную (сифоногенную, клетку пыльцевой трубки). 5. Продольный радиальный срез «женской» шишки (макростробила) Pinus. На схеме отметить ось, кроющие и семенные чешуи, семязачаток. 6. Семя сосны сибирской (Pinus sibirica Du Tour). На схеме продольного разреза отметить семенную кожуру, эндосперм, зародыш и подвесок. У зародыша показать семядоли, конус нарастания, подсемядольное колено, зародышевый корешок. 7. Схему жизненного цикла. Рисунок снабдить соответствующими обозначениями. 8. Внешний вид побега можжевельника, листья игольчатые по три в мутовке. 9. Мегастробил можжевельника в зрелом состоянии. Шарообразная форма, след от срастания трех сочных семенных чешуй. 10. Побеги сосны, ели, пихты, лиственницы, можжевельника, туи.

Результаты самостоятельной работы занести в таблицу 1. Таблица 1 Виды

Листья

Шишки

Географическое распространение

КЛАСС ГНЕТОВЫЕ – GNETOPSIDA ПОР. ЭФЕДРОВЫЕ – EPHEDRALES Семейство эфедровые – Ephedraceae Эфедра двухколосковая – Ephedra distachya L. – низкорослый двудомный кустарник, встречается на щебнистых склонах, на выходах коренных пород в степной зоне. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид эфедры. Обратить внимание на ветвление стебля, членистость и ребристость их, редуцированные листья. «Женские» (мегастробилы) и «мужские» (микростробилы) шишки на разных растениях. 2. «Мужскую» шишку (собрание микростробилов). 3. Отдельный микростробил. Отметить покров, антерофор с 2-8 микросинангиями на верхушке. 4. Собрание мегастробилов. Отметить стерильные чешуевидные листья, семязачаток. Внутренний интегумент семязачатка вытянут в длинную микропилярную трубку.

37

Вопросы для самоконтроля ● Какие эволюционные изменения полового размножения произошли у голосеменных растений? Цикл развития, смена поколений у голосеменных (на примере сосны). ● Что представляет собой мужской и женский гаметофиты сосны? ● Из чего образовались и как устроены «женская» и «мужская» шишки голосеменных. ● Что такое семя? Строение семени и роль в эволюции растений? ● Каковы особенности расположения и морфологии листьев у различных хвойных растений? ● Каково строение «цветков» (стробил) у эфедры? ● Признаки класса гнетовых. ● От кого произошли голосеменные и какую роль они играют в современном растительном покрове Земли? ● Сколько видов голосеменных встречается в Казахстане? ● В чем филогенетическое значение голосеменных?

38

ЗАНЯТИЕ 9 Тема: Класс Магнолиопсида. Порядки Лютиковые, Маковые, Гвоздичные Цель: Знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей класса Магнолиопсида: порядки Лютиковые, Маковые, Гвоздичные.

ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ (ЦВЕТКОВЫЕ) – MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAE) Характерными особенностями покрытосеменных растений, отличающихся их от всех остальных отделов высших растений, как отмечает А.Л. Тахтаджян (1987), “являются следующие: 1) семязачатки (семяпочки) заключены в более или менее замкнутую полость (завязь), образованную одной или несколькими сросшимися карпеллами (плодолистиками); 2) пыльцевые зерна улавливаются не самим микропиле семязачатка, а рыльцем; 3) гаметофиты лишены гаметангиев и развиваются в результате минимального числа митотических делений; 4) так называемое “двойное оплодотворение”, характеризующееся тем, что в результате тройного слияния (слияние одного из двух спермиев с двумя полярными ядрами) образуется триплоидное первичное ядро – эндосперма – специальной питательной ткани развивающегося зародыша, имеющейся только у магнолиофитов”. Травянистые и древесные растения с разнообразными по форме и очертаниями очередными, супротивными или мутовчатыми листьями. Покрытосеменные – разноспоровые растения. У них имеется цветок – репродуктивный побег. В жизненном цикле преобладает спорофит (рис. 20). Из цветка развивается плод, в котором находятся семена. Разнообразие плодов связано со способами распространения плодов и семян. Покрытосеменные растения распространены по всему земному шару.

39

Рис. 20. Жизненный цикл покрытосеменных. М – мейоз 1 – взрослый спорофит (2 n); 2 – цветок; 3 – семяпочка; 4 – мегаспоры; 5 – двухядерный зародышевый мешок; 6 – четырехядерный зародышевый мешок; 7 – восьмиядерный зародышевый мешок; 8 – зрелый женский гаметофит (n); 9 – пыльник; 10 – пыльца; 11 – спермии; 12 – зрелый мужской гаметофит; 13 – зигота (2 n); 14 – зародыш (2 n); 15 – плоды; 16 – семядоли; 17 – спорофит (2 n)

КЛАСС МАГНОЛИОПСИДЫ (ДВУДОЛЬНЫЕ) – MAGNOLIOPSIDA (DICOTYLEDONES) ПОДКЛАСС РАНУНКУЛИДЫ – RANUNCULIDAE ПОР. ЛЮТИКОВЫЕ – RANUNCULALES Семейство лютиковые – Ranunculaсeae Обычно это многолетние травы, хотя известны также однолетники, кустарники и лианоподобные растения. Листья представителей этого семейства простые, иногда сложные, без прилистников, обычно очередные. Цветки в соцветиях реже одиночные, обоепо40

лые, актиноморфные или зигоморфные, в основном пятичленные. При основании лепестков часто имеются нектарники. Андроцей представлен многочисленными тычинками, расположенными по спирали. Гинецей апокарпный, завязь верхняя. Плоды – многолистовки, многоорешки, изрезка – ягодообразные листовки. Род купальница – Trollius; род лютик – Ranunculus L.; Борец (аконит) джунгарский – Aconitum soongoricum Stapf. (рис. 21), род живокость – Delphinium L. и др.

ПОР. МАКОВЫЕ – PAPAVERALES Cемейство маковые – Papaveraсеае Маковые преимущественно травянистые растения, содержащие латекс (млечный сок). Листья у них простые, очередные, без прилистников. Цветки актиноморфные, обоеполые, как правило, с двумя опадающими чашелистиками и четырьмя лепестками. Тычинки многочисленные. Гинецей паракарпный. Плод – коробочка различной формы. В основном маковые насекомоопыляемые растения. Маковые содержат алкалоиды. Мак самосейка – Papaver rhoeas L.; чистотел большой – Chelidonium majus L. (рис. 22) и др.

Рис. 21. Аконит джунгарский. Семейство Papaveraceae

Рис. 22. Чистотел большой. Семейство Ranunculaceae

41

Семейство дымянковые – Fumariaceae Дымянковые отличаются от маковых отсутствием в стеблях и листьях млечных трубок и млечных мешков, мелкими чашелистиками. Цветки у дымянковых преимущественно зигоморфные, с 4 лепестками и 4-6 тычинками. Род хохлатка – Corydalis Vent, дымянка (рис. 23) и др.

Рис. 23. Дымянка лекарственная. Семейство Fumariaceae

Рис. 24. Мыльнянка карликовая. Семейство Caryophyllaceae

ПОДКЛАСС КАРИОФИЛЛИДЫ – CARYOPHYLLIDAE ПОР. ГВОЗДИЧНЫЕ – CARYOPHYLLALES Семейство гвоздичные – Caryophyllaceae Гвоздичные – преимущественно травы с супротивными листьями. Соцветия – сложные дихазии и плейхазии, реже – монохазии или цветки одиночные. Цветки обычно с двойным околоцветником, 5-членные. Андроцей – в основном из 10 тычинок, расположенных в двух кругах по 5. Гинецей синкарпный – из 2-5 плодолистиков. Плод – коробочка, редко орешек. Семена с периспермом. 42

Род гвоздика – Dianthus L.; род звездчатка – Stellaria L.; мыльнянка лекарственная – Saponaria officinalis L., мыльнянка карликовая (рис. 24) и др. Семейство маревые – Chenopodiaceae Маревые – преимущественно травы. Листья простые, очередные, без прилистников, часто с беловатым налетом, образованным волосками, или солевыми железками. Цветки в разного рода соцветиях, мелкие, невзрачные, обоеполые, редко однополые, актиноморфные, в основном с простым околоцветником, большей частью 4-5-членные. Плод-орешек. Род марь – Chenopodium L.; род солерос – Salicornia L.; род лебеда – Atriplex L. (рис. 25) и др. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Общий вид купальницы, лютика, аконита, мака, чистотела, хохлатки, гвоздики, мари и их цветков. 2. Генеративные органы. 3. Составить формулы цветков (купальницы, лютика, аконита, мака, чистотела, хохлатки, гвоздики и мари). 4. Плоды.

Вопросы для самоконтроля ● Происхождение и морфолого-анатомическая характеристика Покрытосеменных. Эволюция вегетативных и генеративных органов. Двойное оплодотворение и его значение. ● Сравнительная характеристика классов Покрытосеменных. ● Каковы направления морфологической эволюции цветка и плода в пределах порядков: лютиковых, маковых, гвоздичных? ● Различия в строении цветка и плода дымянковых и маковых. ● Особенности экологии и морфологии представителей семейства Chenopodiaceae. ● Главнейшие представители лютиковых, маковых, дымянковых, гвоздичных и маревых и их практическое значение.

43

З А Н Я Т И Е 10 Тема: Подклассы Дилленииды и Гамамелидиды Цель: знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей подклассов Дилленииды и Гамамелидиды. ПОДКЛАСС ГАМАМЕЛИДИДЫ – HAMAMELIDIDAE

ПОР. БЕРЕЗОВЫЕ – BETULALES Семейство березовые – Betulaceae Деревья и кустарники. Листья простые, очередные, обычно с опадающими прилистниками. Цветки мелкие, невзрачные, без околоцветника или с простым околоцветником, однополые. Растения однодомные. Плод – орех, без плюски. Семена без эндосперма. Род береза – Betula L .(рис. 25).

ПОДКЛАСС ДИЛЛЕНИИДЫ – DILLENIIDAE ПОР. ИВОВЫЕ – SALICALES Семейство ивовые – Salicaceae Древесные и кустарниковые формы. Листья очередные, простые с прилистниками, Цветки без околоцветника в однополых сережках (колосьях или реже в кистях). Растения двудомные. Гинецей паракарпный. Завязь верхняя. Плод коробочка. Семена в основном без эндосперма. Род ива – Salix L. (рис. 27); Populus tremula L.

ПОР. КАПЕРСОВЫЕ – CAPPARALES Семейство крестоцветные – Brassicaceae (Cruciferae) Преимущественно травянистые растения, иногда полукустарники. Листья простые. Соцветие чаще всего кисть. Цветки актиноморфные, редко зигоморфные, с двойным околоцветником, 2-член44

ные. Чашечка из 4 свободных чашелистиков, расположенных в два круга. Венчик из 4 лепестков, расположенных в один круг. Андроцей из 6 тычинок: Гинецей паракарпный из 2 плодолистиков. Завязь верхняя. Плоды – стручки или стручочки. Семя с согнутым зародышем. Пастушья сумка – Capsella bursa pastoris (L.) Medic (рис. 28) и др.

Рис. 25. Лебеда. Семейство Chenopodiaceae

Рис. 27. Ива, Семейство Salicaceae

Рис. 26. Берёза. Семейство Betulaceae

Рис. 28. Пастушья сумка. Семейство Cruciferae

45

ПОР. МАЛЬВОВЫЕ – MALVALES Семейство мальвовые – Malvaceae Травянистые растения кустарники, редко деревья. Листья в основном простые. Цветки преимущественно актиноморфные, обоеполые, обычно 5-членные. Околоцветник двойной. Чашечка из пяти сросшихся чашелистиков, часто с подчашием. Пять тычинок наружнего круга редуцированы, внутренние многочисленные (вследствие расщепления) тычинки срастаются в трубку, при основании прирастающую к лепесткам. Гинецей ценокарпный (из 5 или многих плодолистиков). Завязь верхняя. Плоды коробочки или орешки. Род мальва – Malva L.; род алтей– Althaea L .(рис. 29); хлопчатник – Gossypium L. и др.

ПОР. КРАПИВНЫЕ – URTICALES Семейство крапивные – Urticaceae В основном травы и кустарники, но в тропиках встречаются небольшие деревья без млечного сока. В эпидермисе многих крапивных встречаются цистолиты. Листья простые, часто покрыты, как и стебли, жгучими волосками. Цветки актиноморфные, обычно раздельнополые, реже обоеполые, преимущественно в цимозных соцветиях; пестик из двух плодолистиков, завязь верхняя. Околоцветник простой, 4-5-членный. Крапивные – анемофильные растения. Плод семянка или костянка. Крапива двудомная – Urtica dioica L. (рис. 30) и др.

Рис. 29. Алтей лекарственный. Семейство Malvaceae

46

Рис. 30. Крапива двудомная. Семейство Urticaceae

Семейство коноплевые – Cannabaceae Семейство объединяет два рода: конопля (Cannabis; рис. 31) и хмель (Humulus).

Рис. 31. Конопля сорная. Семейство Cannabaceae

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Общий вид ивы, березы, сирении, желтушника, крапивы, мальвы и их цветки. 2. Соцветия. 3. Плоды крестоцветных: а) стручок без носика (желтушник – Erysimum и др.); б) стручок с носиком (сирения –Syrenia и др.) в членистый стручок (редька – Raphanus и др.); г) Стручочек (ярутка – Thlaspi arvense и др.) 4. Составить формулы цветков (ивы, березы, сирении, желтушника, крапивы и мальвы). 5. Жгучий волосок крапивы.

Вопросы для самоконтроля ● Общая характеристика березовых, ивовых, крестоцветных, мальвовых и крапивных. Состав. Применение в народном хозяйстве. Экология. ● Географическое распространение, жизненные формы и роль в природе березовых, ивовых, крестоцветных, мальвовых и крапивных. ● Строение мужских и женских цветков, соцветий у березы, ивы, крапивы. ● Основные особенности строения цветка, плода и семени крестоцветных. ● Какие представители из семейств крапивных и мальвовых встречаются в Казахстане?

47

З А Н Я Т И Е 11 Тема: Подкласс Розиды – ROSIDAE Цель: знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей подкласса Розиды (порядки Розовые, Бобовые, Зонтичные.)

ПОР. РОЗОВЫЕ (РОЗОЦВЕТНЫЕ) – ROSALES Семейство розовые (розоцветные) – Rosaceae Листопадные и вечнозеленые деревья и кустарники, многолетние и однолетние травянистые растения. Листья простые или сложные. Цветки обычно 5-членные. Для семейства характерно наличие гипантия. Андроцей в основном многочисленный. Гинецей либо из большого числа плодолистиков, либо плодолистиков 3-5 или 1, апокарпный, реже – синкарпный. Завязь верхняя, реже – нижняя. Плоды – многолистовка, многоорешек, орешек, многокостянка, костянка, яблоко. На основании различий в основных хромосомных числах, строении чашечки, гипантия, гинецея, плода и в зависимости от наличия прилистников семейство подразделяют на 4 подсемейства: 1. С п и р е й н ы е – S p i r a e o i d e a e. Подсемейству принадлежат роды: таволга (Spiraea), сибирка (Sibiraea), таволгоцвет (Spiraeanthus) и др. 2. Р о з о в ы е – R o s o i d e a e. Подсемейство включает наибольшее число родов семейства: малина (Rubus), земляника (Fragaria), лапчатка (Potentilla), манжетка (Alchimilla), шиповник (Rosa, рис. 32) и многие другие. Рис. 32. Шиповник коричный. Семейство Rosaceae

48

3. Я б л о н е в ы е – M a l o i d e a e (P y r o i d e a e). Подсемейству принадлежат роды: яблоня (Malus), груша (Pyrus), рябина (Sorbus), боярышник (Crataegus) и др. 4. С л и в о в ы е – P r u n o i d e a e. Подсемейству принадлежат роды: миндаль (Amygdalus), черемуха (Padus), вишня (Cerasus), слива (Prunus), абрикос (Armeniaca) и др.

ПОР. БОБОВЫЕ – FABALES Семейство бобовые – Fabaceae (Leguminosae) В семействе представлены разнообразные жизненные формы растений. Листья обычно сложные, с прилистниками. Цветки обоеполые, редко однополые, обычно в кистях, метелка, колосьях или головках. Более примитивные представители семейства бобовые имеют актиноморфный цветок (Mimosoidae). Чаще цветки зигоморфные, пятичленные, обычно с двойным околоцветником. Чашелистиков в основном 5, обычно сросшихся. Лепестки свободные или 2 передних сросшиеся у основания. Венчик мотыльковых (Papilionoideae) устроен характерно: верхний, наружный самый крупный лепесток получил название флага, боковые лепестки называются крыльями, самые внутренние лепестки срастаются, образуя лодочку. Тычинок большей частью 10. Гинецей апокарпный. Завязь верхняя. Плод – боб. Семена без эндосперма. Для большинства представителей характерен симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Семейство бобовые включает Рис. 33. Стальник пашенный. 3 подсемейства: Семейство Fabaceae C a e s a l p i n i o i d e a e, M i m o s o i d e a e, F a b o i d e a e (P a p i l i o n o i d e a e). Мышиный горошек – Vicia cracca L. Робиния ложноакация – Robinia pseudoacacia L., стальник пашенный – Ononis arvensis L. (рис. 33) и др. 49

ПОР. АРАЛИЕВЫЕ – ARALIALES (APIALES) Семейство зонтичные – Apiaceae (Umbelliferae) Многолетние, двулетние или однолетние травянистые растения, полукустарники, редко кустарники и иногда в тропиках маленькие деревца. Стебли часто с полыми междоузлиями. Корни часто утолщенные. Основания листьев часто расширены и образуют влагалище. Цветки в основном мелкие, актиноморфные или (краевые в зонтике) зигоморфные, обоеполые, собранные в сложные зонтики, редко в головках, энтомофильные. Гинецей ценокарпный из двух плодолистиков; завязь нижняя. Плод – две семянки (вислоплодник), висящие на раздвоенной плодоножке – карпофоре. Плоды имеют продольные ребрышки. Строение и размещение ребер и ложбинок разное и имеет большое систематическое значение. Семя с эндоспермом. Морковь – Daucus, петрушка – Petroselinum, сельдерей – Apium, ферула – Ferula (рис. 34), вех – Cicuta, болиголов – Conium, Борщевик рассеченный – Heracleum dissectum Ledeb. синеголовник – Eryngium и др. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид и генеративные органы представителей семейств Rosaceae (спирея, роза, яблоня, вишня), Fabaceae (сочевичник), Apiaceae (борщевик). 2. Плоды бобовых: а) Сочевичника Orobus); б) Копеечника (Hedysarum); в) Астрагала (Astragalus); г) Клевера (Trifolium); д) Люцерны хмелевой (Medicago lupulina); е) Солодки (Glycyrrhiza). 3. Плоды зонтичных: а) Prangos sp. - Прангос – ребра плодов утолщенные, отороченные волнистыми крыльями; б) Carum carvi L. – Тмин обыкновенный – с 5 равными первичными ребрами на каждом мерикарпии; в) Cicuta virosa L. – Вех ядовитый – почти округлые плодики, с Рис. 34. Ферула вонюч плоско-вальковатыми ребрами; г) Conium Семейство Apiaceae maculatum L. – Болиголов пятнистый – c 5 хрящеватыми извилистыми ребрами; д) Bupleurum sp. – Володушка – ребра слабо выраженные, невыступающие.

50

Составить формулы цветков: спиреи, розы, яблони, вишни, сочевичника, борщевика.

Вопросы для самоконтроля ● Перечислите признаки, по которым представители разных подсемейств семейства розовых отличаются друг от друга (заполните таблицу 2). ● Общая характеристика Бобовых и Зонтичных. Состав, значение, распространение. Представители отечественной флоры. Экология. Значение в природе и народном хозяйстве. ● Редкие, реликтовые и эндемичные виды из семейств розовых, бобовых и зонтичных в Казахстане. Таблица 2 Отличительные признаки подсемейств семейства розовых Подсемейства Признаки

Spiraeoideae

Rosoideae

Maloideae

Prunoideae

Жизненные формы Листья Прилистники Формула цветка Гинецей Завязь Характер гипантия Хромосомные числа Плод

51

З А Н Я Т И Е 12 Тема: Подкласс Ламииды – LAMIIDAE Цель: знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей подкласса Ламииды.

ПОР. ПАСЛЕНОВЫЕ – SOLANALES Семейство пасленовые – Solanaceae Преимущественно травянистые растения. Листья простые. Цветок 5-членный, завязь верхняя; плод ягода или коробочка, редко – костянка. Картофель – Solanum tuberosum, томат – Lycopersicon esculentum, перец – Capsicum, баклажаны – Solanum melongena, красавка – Atropa belladonna, белена – Hyoscyamus niger (рис. 35), скополия – Scopolia, виды дурмана – Datura, табак – Nicotiana и др.

Рис. 35. Белена чёрная. Семейство Solanaceae

52

ПОР. БУРАЧНИКОВЫЕ – BORAGINALES Семейство бурачниковые – Boraginaceaе Травянистые, реже кустарниковые растения. Часто имеется опушение. Соцветия цимозные, в основе которых сложный монодихазий (типа завитков). Цветки актиноморфные спайнолепестные, тычинок в числе 5, чередующихся с лопастями венчика, гинецей из двух плодолистиков, завязь верхняя. Семена без эндосперма. Плод дробный, распадается на четыре ореховидные плодика. Окопник лекарственный – Symphytum officinale, огуречная трава – Borago officinalis (рис. 36), гелиотроп – Heliotropium, незабудка – Myosotis, чернокорень – Cynoglossum, синяк – Echium vulgare, виды липучки – Рис. 36. Огуречная трава Семейство Boraginaceae Lappula и др.

ПОР. НОРИЧНИКОВЫЕ – SCROPHULARIALES Семейство норичниковые – Scrophulariacea Строение цветка разнообразно: одни роды сохранили более примитивную форму венчика почти актиноморфного типа и все 5 тычинок (Verbascum), для других характерен зигоморфный цветок, иногда двугубый венчик и уменьшенное число тычинок – до 4, например, у Linaria или до 2-х у Veronica. Гинецей двучленный с двугнездной завяwзью. Плод – коробочка. Характерно наличие гликозидов. Львиный зев – Antirrhinum, кальцеолярия – Calceolaria, коровяк – Verbascum, наперстянка – Digitalis, льнянка – Linaria Рис. 37. Льнянка обыкновенная. (рис. 37) и др. Семейство Scrophulariaceae 53

ПОР. ГУБОЦВЕТНЫЕ – LAMIALES Семейство Губоцветные – Lamiaceae (Labiatae) Губоцветные – преимущественно травянистые растения. Цветок всегда зигоморфный с двугубым венчиком и другими разнообразными приспособлениями к перекрестному опылению; чашечка также нередко бывает зигоморфной и двугубой. Стебель обычно 4-гранный. Листья простые, супротивные. Вегетативные органы растений обычно с железистым опушением. Характерно наличие эфирных масел. Расположение листьев в основном супротивное. Плод обычно распадается на 4 односеменные части (ценобий из 4 эремов), которые часто называют орешками. Мята – Mentha, шалфей – Salvia, пустырник – Leonurus (рис. 38), лаванда – Lavandula vera, розмарин – Rosmarinus, яснотка белая – Lamium album и др. Рис. 38. Пустырник пятилопастный. Семейство Lamiaceae

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид и генеративные органы представителей семейств пасленовые (картофель, белена), норичниковые (коровяк, льнянка), губоцветные (яснотка, шалфей, пустырник), бурачниковые (синяк, огуречная трава). Составить формулы цветков для каждого семейства.

Вопросы для самоконтроля ● Общая характеристика Пасленовых и Бурачниковых. Состав, значение, распространение. Представители. Экология. ● Общая характеристика Норичниковых. Состав, значение, распространение. Представители. Экология. ● Общая характеристика Губоцветных. Особенности строения. Состав, значение, распространение. Представители отечественной флоры.

54

З А Н Я Т И Е 13 Тема: Подкласс Астериды – ASTERIDAE Цель: знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей порядка Сложноцветные.

ПОР. СЛОЖНОЦВЕТНЫЕ – ASTERALES Семейство сложноцветные – Asteraceae (Compositae) Это преимущественно травянистые растения, иногда полукустарники, кустарники, небольшие деревья, есть даже суккуленты. Листья простые. Имеются млечники, или млечные клетки, содержащие латекс, или секреторные каналы. Характерно наличие запасного углевода инулина. Цветки собраны в соцветия корзинки. Корзинка обычно окружена обверткой. В корзинках с однородными цветками все цветки обычно обоеполые, а в корзинках с разнородными цветками краевые цветки женские или нейтральные, а центральные – обоеполые или мужские. Цветки пятимерного типа: трубчатые, ложноязычковые, воронковидные и язычковые. Чашечка редуцирована. Характерно строение андроцея: тычинки склеиваются пыльниками. Гинецей из 2 плодолистиков, завязь нижняя. Плоды – семянки, редко костянковидные. По строению цветка и анатомическим признакам сложноцветные делят на два подсемейства. 1. Подсемейство Т р у б к о ц в е т н ы е – T u b u l i f l o – r a e (A s t e r o i d a e). Представители: подсолнечник (Chelianthus), василек (Centaurea), тапинамбур (Helianthus tuberosus), астра (Aster), девясил (Inula, рис. 39) и др. 2. Подсемейство Я з ы ч к о в о ц в е т н ы е – L i g u l i f l o r a e (L a c t u c o i d a e). Представители – одуванчик (Taraxacum), цикорий (Cichorium Рис. 39. Девясил высокий. Семейство Asteraceae intybus) и др. 55

Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид подсолнечника, девясила, василька, одуванчика. 2. Соцветия – корзинки. 3. Четыре типа цветков: воронковидные, трубчатые; ложноязычковые и язычковые. 4. Андроцей в развернутом виде со свободными тычиночными нитями и спаянными пыльниками. 5. Плод-семянку с паппусом (хохолком). 6. Составить формулы цветков.

Вопросы для самоконтроля ● Общая характеристика Сложноцветных. Деление на подсемейства. Состав, распространение. Экология. Эволюция цветка, соцветий, плода. Представители отечественной флоры. ● Значение в природе и народном хозяйстве.

56

З А Н Я Т И Е 14 Тема: Подкласс Лилииды – LILIIDAE Цель: знакомство с основными чертами организации и си стематическими признаками основных представителей подкласса Лилииды.

КЛАСС ЛИЛИОПСИДЫ (ОДНОДОЛЬНЫЕ) – LILIOPSPIDA (MONOCOTYLEDONES) ПОР. ЛИЛЕЙНЫЕ – LILIALES Семейство ирисовые – Iridaceae Это многолетние травы, реже полукустарники. Для представителей характерны корневища, редко луковицы или клубнелуковицы. Листья обычно двухрядные, узкие. Цветки актиноморфные, редко слегка зигоморфные, обоеполые. Околоцветник простой. Андроцей из 3 тычинок. Гинецей из 3 плодолистиков, синкарпный, реже паракарпный. Характерно лепестковидное рыльце. Завязь нижняя. Плод – многосемянная коробочка. Crocus –шафран, Iris – ирис (рис. 40).

Рис. 40. Ирис кровный. Семейство Iridaceae

57

Семейство лилейные – Liliaceae Лилейные – многолетние травы. Подземные запасающие органы всегда луковицы. Листья ланцетовидные или линейные. Цветки обоеполые, актиноморфные. Редко цветки одиночные, обычно они собраны в кисти. Околоцветник простой, венчиковидный, свободнолепестный, реже сростнолепестный, 2-круговой. Андроцей из 6 тычинок, расположенных в два круга. Гинецей синкарпный из 3 плодолистиков. Завязь обычно верхняя. Плод – коРис. 41. Чемерица Лобеля. робочка. Среди лилейных много декоСемейство Liliaceae ративных растений (тюльпан – Tulipa, лилия – Lilium, чемерица (рис. 41) и др.). ПОР. АМАРИЛЛИСОВЫЕ – AMARYLLIDALES Семейство луковые – Alliaceae В Казахстане естественно произрастают 120 видов луковых. Alliaceae близки с Liliaceaе, но отличаются часто присутствием сильно пахучих аллидисульфидов и сходных соединений (C. Williams, 1975), зонтиковидным соцветием, подпираемым парой листовидных браклей (Тахтаджян, 1987). Род лук – Allium L., чеснок (рис. 42). Рис. 42. Чеснок. Семейство Alliaceae

58

Семейство амариллисовые – Amaryllidaceae По строению вегетативных органов, цветков и плодов очень близки к луковым, но отличаются от них химически, а также нижней завязью. Листочки околоцветника у амариллисовых часто срастаются в трубку. У многих встречается привенчик (корона), образованный выростами лепестков. В семействе много декоративных растений (нарциссы – Narcissus, галантусы – Galanthus, кливии – Clivia, амариллис (рис. 43) и др.).

Рис. 43. Амариллис Семейство Amaryllidacea

Семейство иксиолирионовые – Ixioliriaceae Ixioliriaceae близки с Amaryllidaceae. Однако представители семейства отличаются олиственным стеблем, своим подземным органом, представляющим собой туникатный кормус, отсутствием алкалоидов, метельчатым соцветием (Тахтаджян, 1987). В Казахстане естественно произрастает только иксиолирион татарский (Ixiolirion tataricum (Pall.) Herb.). Растения декоративные. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид и генеративные органы представителей семейств: ирисовые (ирис), лилейные (тюльпан), луковые (лук), иксиолирионовые (иксиолирион татарский), амариллисовые (нарцисс). 2. Составить формулы цветков для каждого семейства.

Вопросы для самоконтроля ● Перечислите основные отличительные признаки однодольных от двудольных. ● Подкласс Лилииды. Общая характеристика. Деление на порядки. Семейства: Лилейные, Луковые, Ирисовые. Амариллисовые, Иксиолирионовые Общая характеристика. Эволюция вегетативных органов, цветка, плода. Морфологические, анатомические и экологические особенности. Распространение. Значение в природе и хозяйственной деятельности человека. ● Нуждающиеся в охране и занесенные в Красную книгу Казахстана представители порядков амариллисовых и лилейных.

59

З А Н Я Т И Е 15 Тема: Порядки Осоковые – CYPERALES и Злаки – POALES Цель: знакомство с основными чертами организации и систематическими признаками основных представителей семейств осоковые и злаки. Семейство осоковые – Cyperaceae Семейство объединяет многолетние, часто корневищные, редко однолетние травы. Стебли у большинства безлистные, трехгранные, сплошные. Листья очередные, 3-рядные, преимущественно с замкнутыми влагалищами и узколинейными пластинками. Многие осоковые богаты кремнеземом. Цветки мелкие, невзрачные, анемофильные, собранные в колос или колосовидную извилину. Из этих соцветий состоят сложные соцветия. Цветки с простым околоцветником или без околоцветника, обоеполые или однополые. Андроцей обычно из 3 тычинок. Рис. 44. Осока Семейство Cyperaceae Пыльники неподвижные, прикреплены к тычиночной нити свободным основанием. Пестик один из 2-3 плодолистиков, с верхней завязью. Плоды ореховидные, редко костянковидные, обычно 3-гранные. Cyperus papyrus, осока – Carex (рис. 44).

60

Семейство злаки – Poaceae (Gramineae) Большинство злаков – травянистые многолетники. К деревянистым злакам относятся лишь бамбуки. Стебель у большинства злаков полый в междоузлиях (соломина). Стебли обычно простые, они ветвятся лишь в области соцветия или под землей, где находится зона кущения. Различают корневищные, рыхлокустовые и плотнокустовые злаки. Листья двурядные, с влагалищем. Листовые пластинки обычно линейные или линейно-ланцетные. В месте перехода влагалища в листовую пластинку обычно находится язычок – пленчатый вырост. Цветки собраны в элементарное соцветие – колосок. Колоски составляют сложные соцветия: сложный колос, метелку из султанов, ложный колос. Цветки мелкие, обоеполые, реже однополые (кукуруза – Zea mays). Андроцей обычно из 3 тычинок. Связник, находящийся в центральной части пыльника, очень короткий, и пыльник смотрится качающимся. Гинецей из 2 или 3 плодолистиков, завязь верхняя. Плод обычно зерновка. Задание Рассмотреть и зарисовать: 1. Внешний вид и генератативные органы представителей семейств осоковые (осока) и злаки (костер безостый – Bromus inermis; пырей – Agropyron (рис. 45); пшеница – Triticum, рис посевной – Oryza sativa). Составить формулы цветков для каждого семейства.

Вопросы для самоконтроля ● Семейства Осоковые и Злаки. Общая характеристика каждого семейства; анатомо-морфологические и биологические особенности; происхождение цветка. Важнейшие представители. Значение в природе и хозяйственной деятельности человека. Экология. ● Составить таблицу отличительных признаков злаков от осоковых. Рис. 45. Пырей ползучий. Семейство Роасеае

61

Методические указания для самостоятельной работы студентов (СРС) 1. Тема: Прокариоты. Царство Дробянки. Задание на СРС №1: Строение и классификация бактерий. Цианобактерии (синезеленые водоросли). Цель и содержание заданий: Выявить отличительные особенности различных бактерий и цианобактерий. Отметить значение бактерий и цианобактерий в природе и жизни человека. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 22-32, 36-40. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 49-58. 2. Тема: Отделы: Зеленые водоросли, Харовые, Эвгленовые, Диатомовые, Бурые и Красные водоросли. Задание на СРС №2: Классы Равножгутиковые, Хлорококковые, Улотриксовые, Сифоновые, Коньюгаты, Перистые,Центрические. Цель и содержание заданий: Особенности строения, способы размножения, распространение в природе водорослей. Составить таблицу отличительных особенностей отделов и классов водорослей. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 33-35, 41-43, 69-100. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С.77-94. 3. Тема: Царство Грибы. Задание на СРС №3: Классы Оомицеты, Зигомицеты, Аскомицеты, Базидиомицеты, Дейтеромицеты. Отдел Лишайники. Цель и содержание заданий: Особенности строения, способы размножения, распространение в природе грибов и лишайников. Составить таблицу отличительных особенностей классов грибов.

62

Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 140-169. 2.Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 59-76. 4. Тема: Отделы: Моховидные, Риниофиты, Плауновидные. Задание на СРС №4: Классы: Печеночные мхи, Антоцеротовые, Листостебельные мхи; Риниофиты; Плауновидные, Полушниковые. Цель и содержание заданий: Общая характеристика отделов, деление на классы и порядки. Жизненные циклы и основные представители Моховидных, Риниофитов, Плауновидных. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 178-241. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. Алматы, 2006. – С.193-208. 5. Тема: Отделы: Псилотовидные, Хвощевидные, Папоротниковидные. Задание на СРС №5: Классы Хвощевые, Ужовниковые, Мараттиопсиды, Полиподиопсиды. Цель и содержание заданий: Общая характеристика классов, деление на порядки, жизненные циклы и основные представители хвощевых, ужовниковых, мараттиевых, папоротниковидных. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 241-279. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. Алматы, 2006. – С. 209-220. 6. Тема: Отдел Голосеменные. Задание на СРС №6: Классы: Семенные папоротники, Саговниковые, Беннеттитовые, Гинкговые. Цель и содержание заданий: Общая морфолого-анатомическая характеристика классов, порядков, строение стробилов. Основные 63

представители голосеменных и их значение в природе и жизни человека. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 280-298. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 220-226. 7. Тема: Отдел покрытосеменные растения. Класс Магнолиопсиды. Подкласс Магнолииды. Задание на СРС №7: Принципы построения филогенетических систем. Порядки и семейства Лавровые и Лотосовые. Цель и содержание заданий: Филогенетические системы А. Энглера и А.Л. Тахтаджяна. Отличие систем. Общая характеристика Лавровых и Лотосовых. Особенности строения вегетативных органов, цветка, плода. Распространение. Значение в природе и хозяйственной деятельности человека Лавровых и Лотосовых. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 353-354, 358-359, 573583. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 241-249. 8. Тема: Подклассы: Ранункулиды, Кариофиллиды, Гамамалидиды, Дилленииды. Задание на СРС №8: Порядки и семейства Буковые, Березовые, Ивовые, Тыквенные, Мальвовые, Крапивные. Цель и содержание заданий: Общая характеристика порядков и семейств. Особенности строения вегетативных органов, цветков, соцветий, плодов. Распространение. Важнейшие представители Значение в природе и хозяйственной деятельности человека Буковых, Березовых, Ивовых, Тыквенных, Мальвовых, Крапивных. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 365-381, 399-405, 416-419. 64

2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 255-262. 9. Тема: Подклассы: Розиды, Ламииды, Астериды. Задание на СРС №9: Порядки: Аралиевые, Бурачниковые, Губоцветные. Семейства: Аралиевые, Зонтичные, Бурачниковые, Губоцветные. Цель и содержание заданий: Общая характеристика порядков и семейств Аралиевых, Зонтичных, Бурачниковых, Губоцветных. Анатомо-морфологические, биологические, биохимические особенности; эволюция цветка и плода. Географическое распространение. Важнейшие представители. Значение в природе и жизни человека. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 462-469, 481-500. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 268-270, 273-276. 10. Тема: Класс Лилиопсиды (или Однодольные). Задание на СРС №10: Порядки: Амариллисовые, Осоковые. Цель и содержание заданий: Общая характеристика порядков. Семейства Амариллисовые, Иксиолирионовые, Осоковые. Строение, распространение, значение основных представителей. Рекомендованная литература: 1. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – С. 529-534, 536-539. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. – Алматы, 2006. – С. 279-281, 284.

65

Литература Основная: 1. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника. Систематика высших, или наземных растений. – М., 2006. – 464 с. 2. Паршина Г.Н., Нестерова С.Г. Биоразнообразие растений. –Алматы, 2006. – 316 с. 3. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений: учебник. – М., 1975. – 608 с. 4. Курс низших растений / под ред. М.В. Горленко. – М., 1981. – 520 с. 5. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. В 2-х т. Т.1 / Пер. с англ. – М., 1990. – 344 с. 6. Шостаковкий С.А. Систематика высших растений. – М., 1971. – 352 с. 7. Гордеева Т.Н., Круберг Ю.К., Письяукова В.В. Практический курс систематики растений. – М., 1971. – 319 с. 8. Нестерова С.Г. Практический курс по систематике высших растений: учебно-мет. пособие. – Алматы, 2001. – 126 с. Дополнительная: 1. Сергиевская Е. В. Систематика высших растений: практ. курс. – 2-е изд. – СПб., 2002. – 448 с. 2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. Т.1 – 368 с.; Т.2. – 325 с.; Т.З. – 376 с. – М., 1990. 3. Курсанов Л.И. и др. Ботаника. В 2-х т. – М., 1966. 4. Антипина Г.С. Водоросли: учебное пособие. – Петрозаводск: ПГУ, 1992. – 111с. 5. Жизнь растений. 1-6 т.т. – 1973, 1978-1982. 6. Назарбекова С.Т. Краткий курс лекций по систематике низших растений: учебное пособие. – Алматы, 1999. – 129 с. 7. Миловидова Л.С. Водоросли: учебное пособие. – Томск, 1982. –167 с. 8. Жуковский П.М. Ботаника. – М., 1982. – 623 с. 9. Красная книга Казахской ССР. Часть 2. Растения. – Алма-Ата, 1981. – 262 с. 10. Нестерова С.Г., Аметов А.А., Мырзакулов П.М. 500 тестов по курсу «Систематика растений». – Алматы, 2007. – 114 с. 11. Флора Казахстана. В 9-ти томах. – Алма-Ата, 1956-1966. 12. Иллюстрированный определитель растений Казахстана. В 2-х томах. – 1969, 1972.

66

Глоссарий А Автохтонные растения (аборигенные растения) – виды, возникшие на рассматриваемой территории. Азональная растительность равнин – растительность, нигде не образующая самостоятельной зоны, но встречающаяся во всех зонах, например, заливные луга. Актиноморфный цветок (греч. аktis – луч света + morphe – форма) – цветок, который может быть разделен на две симметричные половины более чем одной продольной плоскостью. Анализ флоры – рассмотрение флоры определенной территории, типа растительности или другого таксона в соответствии с генетическими, географическими, экологическими или какими-либо иными свойствами видов. Анатомия – наука о внутреннем строении организма. Андроцей – (греч. andros – мужчина + oikos – дом) – у цветковых растений совокупность тычинок. Антеридий – одноклеточный или многоклеточный орган, в котором образуются спермии. Антиподы – три (иногда более) клетки зародышевого мешка, расположенные на его конце, противоположном микропиле. Апомиксис (греч. аpo – отдельно, без + mixis – смешение) – воспроизводство без мейоза или сингамии; вегетативное размножение. Ареал – (от лат. area – площадь) – поверхность суши или моря, в пределах которой распространен тот или иной вид или род растений (или животных). Различают исскуственный и естественный ареалы. Архегоний – многоклеточный орган, в котором образуется одиночная яйцеклетка. Имеется у бриофитов и некоторых сосудистых растений. Б Бесполое размножение – любой вид размножения, не включающий слияния гамет, например деление или почкование. Боб – сухой плод, образующийся из одного плодолистика и раскрывающийся по двум швам. Боковой корень – корень, берущий начало от другого, более старого. Если последний является первичным, то боковой носит название вторичного. Брюшко – расширенная базальная часть архегония, содержащая яйцеклетку. В Вайя – лист папоротника. Вегетативное размножение – (1) размножение семенных растений без помощи семян; апомиксис; (2) у других групп организмов – размножение с помощью вегетативных спор или путем разделения тела. В отсутствие мутаций каждая дочерняя клетка или особь при вегетативном размножении генетически идентична родительскому организму.

67

Вегетативный – относящийся к бесполому размножению или непродуктивным частям растения. Венчик – совокупность лепестков. Верхняя завязь – завязь, не срастающаяся с чашечкой. Видовой состав – перечень видов или ценотических популяций, составляющих данное сообщество или всю ассоциацию. Влагалище – основание листа, охватывающее стебель, например у злаков. Вторичные ткани – ткани, образуемые камбием и феллогеном. Вторичный рост – рост растения за счет вторичных, или латеральных меристем, т.е. камбия и феллогена. В результате вторичного роста растение увеличивается в обхвате, а за счет первичного роста – в длину. Г Галогигромезофиты – солевыносливые гигромезофиты. Галогигрофиты – солевыносливые гигрофиты. Гамета (греч. gamete – жена) – гаплоидная репродуктивная клетка. Гаметы сливаются попарно, образуя диплоидную зиготу. Гаметофит – гаплоидная (n) гаметообразующая фаза у организмов, имеющих чередование поколений. Галоксеромезофиты – солевыносливые ксеромезофиты. Гелиотропизм (греч. helios – солнце) – способность листьев и цветков многих растений двигаться в течение дня таким образом, чтобы располагаться либо перпендикулярно, либо параллельно падающим солнечным лучам. Гелиофиты – наиболее светолюбивые растения. Гелофиты – болотные растения, в большинстве случаев гигрофиты. Генеративная клетка – (1) у многих голосеменных – клетка мужского гаметофита, делящаяся с образованием стерильной и сперматогенной клеток; (2) у покрытосеменных – клетка мужского гаметофита, образующая при делении два спермия. Гербарий – коллекция засушенных и спрессованных экземпляров растений. Гидрофит (греч. hydro + phyton – растение) – растение, требующее для развития высокой влажности или растущее полностью или частично погруженным в воду. Гинецей (греч. gyne – женщина + oicos – дом) – совокупность плодолистиков в цветке. Гипокотиль – часть зародыша или проростка между семядолями и зародышевым корешком. Гнездо – полость в спорангии или в завязи (где располагаются семяпочки). Годичное кольцо – слой прироста древесины за один год. Голосеменные – семенные растения, у которых семя не заключено в завязь. Губчатая паренхима – ткань листа, состоящая из разделенных крупными межклетниками клеток с хлоропластами. Гуттация (лат. gutta – капля) – выделение жидкой воды листьями под действием корневого давления.

68

Д Двойное оплодотворение – слияние яйцеклетки и спермия с образованием зиготы (2n) и одновременное слияние другой мужской гаметы и полярных ядер с образованием первичного ядра эндоспермы (3n); характерная особенность всех покрытосеменных. Двудольные – один из двух классов покрытосеменных. Характеризуются наличием двух семядолей, сетчатым жилкованием листьев, обычно четырех- или пятичленными цветками. Двудомные – однополые растения, у которых мужские и женские половые клетки развиваются на разных особях. Двулетник – растение, которому для завершения жизненного цикла требуются два вегетационных периода, причем цветение и плодоношение происходят на второй год. Двуполый цветок – цветок, имеющий, по крайней мере, одну функциональную тычинку и один функциональный плодолистик. Дерево – многолетнее растение с одревесневшим стеблем и корнем. Имеет обычно один стебель – ствол. Дозревание (семян) – метаболические изменения, которые должны произойти в некоторых семенах в период их покоя, чтобы стало возможным прорастание. Доминанты – преобладающие, доминирующие в фитоценозах виды растений. В отличие от кодоминантов доминант господствует в главном слое сообщества единично. Ж Жизненный цикл – полная последовательность фаз роста и развития организма от зиготы до образования гамет. Жизненные формы – группы растений, сходных по формам роста, ритмам развития (по биоморфе) и по экологии (по экоморфе). Жилка – проводящий пучок, часть «каркаса» из опорных и проводящих тканей в листьях и других уплощенных органах. Жилкование – расположение жилок в листовой пластинке. З Завязь – нижняя расширенная часть плодолистика или гинецея, образованного несколькими сросшимися плодолистиками. Зрелая завязь иногда вместе с некоторыми другими срастающимися с ней частями цветка образует плод. Закрытый пучок – сосудистый пучок, в котором не развивается камбий. Замыкающие клетки – пара специализированных эпидермальных клеток, окружающих устьичную щель. Изменение в тургоре замыкающих клеток приводит к открыванию или замыканию этой щели. Зародыш – молодой спорофит до начала стадии быстрого роста (у семенных растений – прорастания). Зародышевый мешок – женский гаметофит покрытосеменных растений. Обычно включает восемь или семь клеток: яйцеклетку, две синергиды, три анти-

69

поды и одну или две центральные клетки. Если центральная клетка одна, у нее два ядра, а у остальных по одному. Зерновка – простой сухой односемянный невскрывающийся плод. Перикарпий у него прочно срастается всей поверхностью с семенной кожурой. Зерновка характерна для злаков. Зигоморфный (цветок) (греч. zygo – пара + mophe – форма) – цветок, который может быть разделен на две симметричные половины только одной плоскостью, проходящей через его ось. Зигота (греч. zygotos – соединенный вместе) – диплоидная (2 n) клетка, образующаяся при слиянии мужской и женской гамет. Зона растительности – наиболее крупное проявление зональности растительного покрова на земной поверхности. Зонтик – соцветие, все цветоножки которого выходят из одной точки на верхушке генеративного побега И Изоморфный (греч. isos + morphe – форма) – идентичный по форме. Индикаторы (от лат. indicator – указатель) – растения, определяющие условия внешней среды. Так, напр., Halocnemum strobilaceum свидетельствует о сильном засолении почвы, Viola calaminaria – о наличии в ней цинка, Lasiagrostis splendens – о сравнительно близких грунтовых водах и т.д. Инвазия – включение в сообщество новых для него видов. Интегумент – наружный слой или слои клеток, покрывающие нуцеллус семязачатка; развивается в семенную кожуру. Интеркалярный (лат. intercalare – вставлять) – определение меристематической ткани или роста, не сосредоточенных в апексе органа, например рост в области узла. Интерфаза – период между двумя мейотическими или митотическими циклами. Во время интерфазы происходит рост клетки и удвоение ДНК. Интина – внутренний слой оболочки споры или пыльцевого зерна. К Камбий (лат. cambiare – обменивать) – цилиндрическая меристема, образующая вторичные ксилему и флоэму. Кисть – соцветие с недетерминированным ростом, главная ось которого удлинена, а цветки образуются на цветоножках приблизительно равной длины. Кладодий (греч. klados – побег) – ветвь, напоминающая по форме лист. Класс – таксономическая категория между отделом и порядком. Содержит один или более порядков и принадлежит к определенному отделу. Клетка – структурная единица организма. У растений состоит из клеточной оболочки и протопласта. Клетка трубки – клетка пыльцевого зерна, развивающаяся в пыльцевую трубку. Клеточная оболочка – твердый наружный покров клеток растений, некоторых протистов и большинства бактерий.

70

Клеточный сок – жидкое содержимое вакуолей. Клубень – расширенный короткий мясистый подземный стебель, например у картофеля. Клубеньки – утолщения на корнях бобовых и некоторых других растений, населенные симбиотическими азотфиксирующими бактериями. Клубнелуковица – утолщенный, вертикально расположенный подземный стебель, содержащий запасные питательные вещества, главным образом, крахмал. Колеоптиль (греч. koleos – ножны + ptilon- перо) – оболочка, покрывающая апикальную меристему и листовые примордии зародыша злаков; часто рассматривается как первый лист. Колеориза (греч. koleos+rhiza – корень) – оболочка, покрывающая зародышевый корешок злаков. Колос – соцветие с недетерминированным ростом, удлиненной главной осью и сидячими цветками на ней. Колосок – элементарное соцветие злаков; небольшая группа цветков в виде мелкого колоса. Колючка – твердая, одревесневшая, заостренная на конце веточка. Корень – как правило, нисходящий осевой орган растения, обычно находящийся в земле. Служит для закрепления растения, всасывания и проведения воды и минеральных веществ. Корневище – более или менее горизонтальный подземный стебель. Коробочка – (1) у покрытосеменных сухой вскрывающийся плод, развивающийся из двух и более плодолистиков; (2) у бриофитов – спорангий. Костянка – простой, развивающийся из одного плодолистика, обычно односемянный сочный плод, эндокарпий которого твердый и может прирастать к семени. Криофиты – холодостойкие растения. Крылатка – простой сухой одно- или двусемянный невскрывающийся плод с крыловидными выростами околоплодника. Ксантофилл (греч. – желтовато-бурый + phyllon – лист) - желтый пигмент хлоропластов, относящийся к группе каротиноидов. Ксеромезофиты – растения, предпочитающие условия, несколько менее чем средние по величине почвенного увлажнения, т.е. промежуточные между условиями мезофитов и мезоксерофитов. Например, Agropyrum trichophorum, Carex supina, Acer semenovii, Rosa spinosisima. Ксерофит (греч. – сухой + phyton – растение) – растение, приспособленное к аридным местообитаниям. Кустарник – многолетнее деревянистое растение относительно небольшой высоты. Образует несколько стеблей, начинающихся непосредственно из почвы или вблизи ее поверхности. Кутикула – восковой или жировой слой на поверхностной стенке эпидермальных клеток, образованный кутином или воском.

71

Л Лепесток – элемент венчика, часто с яркой окраской. Лиана (фр. liane от lier – связывать) – растение с длинным деревянистым стеблем, оплетающим другие растения. Лигула (лат. ligula – язычок) – мелкий вырост у основания листьев злаков и некоторых плауновидных. Листовая пластинка – расширенная часть листа. Листовая подушечка – суставоподобное утолщение в основании черешка листа или листочка, играющее роль в их движении. Листовка – сухой плод, развивающийся из одного плодолистика и вскрывающийся с одной стороны. Листовой рубец – рубец, остающийся на стебле после опадения листа. Листочек – часть сложного листа или вайи. Может быть разделен на листочки второго и т.д. порядков. Луга (луговая растительность) – злаковые и разнотравные сообщества из мезофильных и галомезофильных, преимущественно корневищных трав; имеют зимний перерыв вегетации. Луковица – укороченный подземный стебель, покрытый расширенными мясистыми основаниями листьев, содержащими запасы питательных веществ. М Мегагаметофит (греч. megas + gamos – брак + phyton – растение) – женский гаметофит разноспоровых растений; у покрытосеменных находится в семязачатке. Мегаспора – у разноспоровых растений гаплоидная спора, дающая начало женскому гаметофиту. В большинстве групп крупнее микроспоры. Мегаспорангий – спорангий, в котором образуются мегаспоры. Мегаспорофилл – лист или листоподобный орган, несущий мегаспорангий. Междоузлие – участок стебля между соседними узлами Мезокарпий (греч. mesos+karpos – плод) – средний слой околоплодника между экзокарпием и эндокарпием. Мезоксерофит (от греч. mesos – средний, oxis – сухой и phytos – растение) – растение, приспособленное к условиям, несколько менее чем средним по сухости почвы, т.е. промежуточным между условиями ксерофитов и ксеромезофитов. Напр. Juniperus semiglobosa, Hordeum bulbosum, Armeniaca vulgaris. Мезофилл – основная ткань (паренхима) листа между слоями эпидермы; ее клетки обычно содержат хлоропласты. Мезофит (греч. mesos + phyton – растение) – растение, которому для нормального развития требуется достаточно увлажненная почва и относительно влажная атмосфера. Местообитание – условия обитания особи или вида (напр. в степи, на засоленной почве, в воде). Метелка – соцветие с разветвленной главной осью, на ветвях которой находятся рыхлые группы цветков.

72

Микориза – симбиоз некоторых грибов и корней растений, характерный для большинства сосудистых видов. Микропиле – отверстие, возникающее в результате неполного смыкания интегументов семязачатка семенных растений, через которое обычно проходит пыльцевая трубка. Микроспора – у разноспоровых растений спора, из которой развивается мужской гаметофит. Микроспорангий – спорангий, в котором формируются микроспоры. Микроспорофилл – листоподобный орган, несущий один или несколько микроспорангиев. Многолетник – растение, живущее и образующее репродуктивные структуры в течение нескольких или многих лет. Морфология (греч. morphe – форма + logos – рассуждение) – наука о форме и ее развитии. Мутовка – круг листьев или частей цветка. Н Невскрывающийся (плод) – остающийся закрытым после созревания (например, крылатка). Нектарники (греч. nektar – напиток богов) – железы покрытосеменных растений, секретирующие нектар – сахаристую жидкость, служащую для привлечения к растениям животных. Неполный цветок – цветок, у которого из четырех кругов (чашечки, венчика, тычинок, плодолистиков) отсутствует один или более. Нижняя завязь – завязь, полностью или частично сросшаяся с чашечкой так, что все остальные части цветка как бы выходят из вершины завязи. Нуцеллус (лат. nucella – орешек) – ткань, образующая основную массу молодого семязачатка, в которой развивается зародышевый мешок. О Обоеполый цветок – цветок с тычинками и пестиками. Однодольные – один из двух крупных классов покрытосеменных. Характеризуется наличием одной семядоли у зародыша. Однодомные – растения, у которых тычинки и пестики развиваются в разных цветках одного организма. Однолетник – растение, жизненный цикл которого полностью завершается в течение одного вегетационного периода. Однополый цветок – цветок, в котором отсутствуют либо тычинки, либо плодолистики. Околоцветник – совокупность чашелистиков и лепестков. Онтогенез (греч. on – существо + genesis – происхождение) – жизненный цикл, или индивидуальное развитие, организма или его частей. Оплодотворение – слияние ядер двух гамет с образованием диплоидной зиготы.

73

Опорные корни – придаточные корни, отходящие от стебля выше уровня почвы и способствующие закреплению растения. Распространены у однодольных, например у кукурузы. Орган – структура, образованная различными тканями, например корень, стебель, лист или части цветка. Органелла (греч. organella – мелкий инструмент) – специализированная часть клетки. Орех – сухой невскрывающийся односемянный плод с твердой оболочкой, образующийся обычно из нескольких сросшихся плодолистиков. Осмос (греч. osmos – толчок) – диффузия воды или другого растворителя через полупроницаемую мембрану. Основная ткань – любая ткань, за исключением эпидермы (или перидермы) и проводящей. Основное вещество цитоплазмы – наименее дифференцированная часть цитоплазмы, окружающая ядро и органеллы. Открытый проводящий пучок – пучок, в котором после завершения формирования первичных проводящих элементов образуется камбий. Очередные – почки (или листья), расположенные по одной в узле. П Пазуха – верхний угол между побегом или листом и стеблем, из которого он растет. Пазушный – термин, применяемый для обозначения ветвей или почек, расположенных в листовой пазухе. Палеоботаника (греч. palaios – древний) – наука об ископаемых растениях. Папка гербарная – папка, служащая для сбора растений во время полевых сборов. При более или менее длительных экскурсиях удобны заплечные папки – легкие прессы или сетки. Параллельное жилкование – расположение основных жилок листа приблизительно параллельно друг другу. Характерно для однодольных. Паренхима (греч. para+en – в + chein – отливать) – ткань, состоящая из паренхимных клеток. Пастбище – участок более или менее однородной растительности, используемый и поддерживаемый в продуктовом состоянии для выпаса домашних животных. Пектин – сложное органическое соединение, входящее в состав межклеточного вещества и первичных клеточных оболочек; основа фруктовых желе. Первичное тело растения – часть растения, развивающаяся из апикальной и производных от нее меристем. Целиком состоит из первичных тканей. Первичные ткани – ткани, развивающиеся из апикальной и первичных меристем стебля и корня. В отличие от них вторичные ткани развиваются из камбия. Первичный рост приводит к увеличению длины растения. Первичный корень – первый корень растения, развивающийся из зародышевого корешка. У голосеменных и двудольных становится стержневым корнем. Первичный рост – рост растения за счет апикальной меристемы стебля и корня.

74

Перекрестное оплодотворение – слияние гамет, образованных разными особями. Перекрестное опыление – перенос пыльцы с пыльника одного растения на рыльце пестика другого. Перикарпий (греч. peri + karpos – плод) – оболочка плода, развивающаяся из зрелой стенки завязи. Перисперм (греч. peri + sperma – семя) – запасающая ткань в семенах некоторых цветковых, образующаяся из нуцеллуса. Пестик – центральный орган цветка, обычно состоящий из завязи, столбика и рыльца. Может включать один или несколько сросшихся плодолистиков. Пестичный (цветок) – цветок с одним или несколькими плодолистиками, но без функциональных тычинок. Плазмолиз (греч. plasma + lysis – разжижение) – отделение протопласта от клеточной оболочки из-за потери им воды за счет осмоса. Пластида – клеточная органелла некоторых эукариот, в которой осуществляется синтез и запасание органических веществ; ограничена двойной мембраной. Плацента (греч. placenta – лепешка) – место прикрепления семязачатка или семени в заявязи. Плацентация – способ прикрепления семязачатка или семени в завязи. Плод – у покрытосеменных зрелая завязь или группа завязей с семенами. Побег – надземная часть сосудистого растения, включающая стебель, лист и почки. Покровные ткани – эпидерма или перидерма. Покрытосеменные – группа растений с семенами, созревающими внутри завязи (плода). Полный цветок – цветок, имеющий все четыре круга элементов: чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики. Полупроницаемая мембрана – мембрана, проницаемая для воды и некоторых растворенных веществ, но непроницаемая для других растворенных веществ. Почечка – первая почка зародыша; часть молодого побега над семядолями. Почка – зачаток побега, обычно защищенный молодыми листьями или почечными чешуями. Придаточная почка – почка, расположенная выше или сбоку от основной пазушной почки. Прилистники – выросты по обеим сторонам основания листа, часто листовидные; иногда охватывают стебель. Встречаются у многих цветковых. Проводящая система – совокупность проводящих тканей растения или органа. Проводящий пучок – тяж проводящих тканей, включающий первичную ксилему, флоэму и прокамбий. Часто окружен обкладкой из паренхимы и волокон. Прорастание – начало или возобновление роста и развития споры, семени, почки или другой структуры. Проросток – молодой спорофит, развивающийся из прорастающего семени.

75

Простой лист – неразделенный на листочки лист. Простой плод – плод, развивающийся из одного или нескольких сросшихся плодолистиков. Проталлиальная клетка (греч. pro + thallos – росток) – стерильная клетка в мужских гаметофитах сосудистых растений, за исключением покрытосеменных. Протоплазма – цитоплазма без органелл. Протопласт – у растений клетка, лишенная оболочки. Протостела (греч. protos + stele – столб) – стела простейшего типа, состоящая из сплошного цилиндра проводящей ткани. Пыльник – часть тычинки, содержащая пыльцу. Пыльца – совокупность пыльцевых зерен. Пыльцевая трубка – трубка, по которой мужские гаметы попадают в семязачаток; формируется после прорастания пыльцевого зерна. Пыльцевое зерно – микроспора семенных растений, содержащая зрелый или незрелый мужской гаметофит. Пыльцевой мешок – полость в пыльнике, содержащая пыльцевые зерна. Р Радиальная система – сердцевинные лучи, образующиеся во вторичных ксилеме и флоэме из лучевых инициалей. Рахис (греч. rachis – позвоночник) – главная ось колоса; у сложных листьев – продолжение черешка, соответствующее средней жилке цельного листа. Рыльце – часть плодолистика, служащая для улавливания пыльцевых зерен. Здесь они прорастают. С Сборный плод – плод, развивающийся из нескольких отдельных плодолистиков одного цветка. Семенная кожура – наружный покров семени, развивающийся из интегументов семязачатка. Семенная чешуя – у некоторых хвойных растений отросток или чешуевидный побег, к которому прикрепляются семязачатки. Семя – структура, образующаяся при созревании семязачатка после оплодотворения. Семядоля – зародышевый лист. Обычно у однодольных выполняет функцию всасывания питательных веществ, а у двудольных является их хранилищем. Семязачаток – структура у семенных растений, содержащая женский гаметофит с яйцеклеткой, окруженный нуцеллусом и одним или двумя интегументами. Созревая, превращается в семя. Семянка – простой сухой невскрывающийся односемянный плод, в котором семенная кожура не срастается с перикарпием. Сережка – колосовидное соцветие однополых цветков. Встречается только у древесных растений.

76

Сетчатое жилкование – расположение жилок в листовой пластинке, по форме напоминающее сеть. Характерно для двудольных. Сидячий – прикрепленный непосредственно основанием. Определение применяется к бесчерешковым листьям, цветкам и плодам без цветоножки. Синергиды – две короткоживущие клетки, примыкающие к яйцеклетке в зрелом зародышевом мешке цветковых растений. Сифоностела (греч. siphon+stele – столб) – стела в виде полого цилиндра сосудистой ткани, окружающей сердцевину. Скарификация – надрезание или размягчение семенной кожуры для ускорения прорастания. Сложный лист – лист, пластинка которого расчленена на несколько отдельных листочков. Смоляные ходы – трубчатые межклеточные полости, выстланные эпителиальными клетками, секретирующими смолу, и заполненные ею. Соплодие – совокупность связанных между собой плодов, развивающихся из многих цветков, например у ананаса. Соцветие – группа цветков на специализированном побеге. Сперматогенная клетка – клетка мужского гаметофита (пыльцевого зерна) голосеменных, которая, делясь митотически, дает два спермия. Спермий – зрелая мужская гамета, обычно подвижная и меньшая по размерам, чем женская. Стела (греч. stele – столб) – центральный цилиндр; совокупность проводящих и механических тканей стебля и корня сосудистых растений, окруженная первичной корой. Стержневой корень – первичный корень растения, образующийся как прямое продолжение зародышевого корешка; имеет вид массивного конусообразного главного корня, от которого отходят более мелкие боковые корни. Столон (лат. stolo – побег) – горизонтальный стебель, растущий параллельно поверхности почвы; иногда дает придаточные корни, например, усы земляники. Стратификация – выдерживание семян длительное время при низкой температуре перед проращиванием их при высокой. Стручок – плод, характерный для семейства крестоцветных. Образуется из двух плодолистиков и вскрывается двумя створками от основания к верхушке. Семена находятся на ложной перегородке между створками. Мелкий уплощенный стручок называется стручочком. Суккулент – растение с сочными водозапасающими стеблями или листьями. Супротивные – почки или листья, расположенные в узле попарно. Схизокарпий – сухой плод из двух или более сросшихся плодолистиков, разъединяющихся при его созревании. Т Тапетум (греч. tapes – ковер) – ткань спорангия, в частности пыльника, служащая для питания развивающихся спор (пыльцы).

77

Ткань – группа сходных клеток, образующих структурно-функциональный комплекс. Травы – недеревянистые семенные растения с относительно короткоживущими надземными частями. Транспирация (фр. transpirer – потеть) – испарение воды растениями. Осуществляется главным образом через устьица. Трихом (греч. trichos – волос) – вырост эпидермы (волосок, чешуйка, щетинка, водоносный пузырек и т.д.). Трубчатые цветки – актиноморфные цветки сложноцветных, расположенные, как правило, в центре соцветия и окруженные уплощенными зигоморфными язычковыми цветками. Трубчатый венчик – трубчатая структура, образующаяся в результате срастания лепестков своими краями. Тургорное давление (лат. – набухание) – давление внутри клетки, возникающее за счет поступления вне воды. Тычинка – часть цветка, образующая пыльцу. Состоит обычно из пыльника и тычиночной нити. Тычиночная нить – ножка тычинки, на которой находится пыльник. Тычиночный (цветок) – цветок с тычинками, но без функциональных плодолистиков. У Узел – участок стебля, от которого отходит один или несколько листьев. Усик – лист или часть листа или стебля, видоизмененные в тонкую спиралевидную структуру и служащие для прикрепления стебля. Устьице – микроскопическое отверстие в эпидерме листьев и стеблей, окаймленное замыкающими клетками и предназначенное для газообмена. Устьичным аппаратом называют устьица с замыкающими клетками. Ф Филлодий – уплощенный и расширенный черешок или стебель; у некоторых сосудистых растений заменяет как фотосинтезирующий орган листовую пластинку. Флора – совокупность видов растений, обитающих в определенной области, зоне, районе, в типе растительности, формации, ассоциации или фитоценозе. Фотосинтез (греч. photos + syn – вместе + tithenai-помещать) – превращение световой энергии в химическую. Образование углеводов из углекислого газа и воды в присутствии хлорофилла с использованием энергии света. Фуникулус (лат. – канатик) – ножка, с помощью которой семязачаток прикрепляется к стенке завязи. Х Халаза (греч. chalaza – маленький бугорок) – базальная часть семязачатка или семени, где фуникулус присоединяется к интегументам и нуцеллусу.

78

Хамефиты – растения, почки, возобновления которых находятся над поверхностью земли, но в непосредственной близости от нее. Хлоренхима – паренхима, содержащая хлоропласты. Хлоропласт – пластида, содержащая хлорофилл, в которой осуществляется фотосинтез. Хлорофилл (греч. chloros + phyllon – лист) – зеленый пигмент растительных клеток; рецептор световой энергии при фотосинтезе. Хромопласт – пластида, содержащая не хлорофилл, а другие пигменты, обычно желтые или оранжевые каротиноиды. Ц Цветок – репродуктивная структура покрытосеменных. Цветоложе – часть цветоножки, к которой прикреплены части цветка. Цветоножка – ножка цветка в соцветии. Цветонос – ножка соцветия или одиночного цветка. Центр ареала – исходный (первичный или вторичный) пункт или район расселения вида или рода. Цитоплазма – жидкое вещество клетки, за исключением ядра. Ч Чашелистик – один из наружных элементов цветка. В совокупности чашелистики составляют чашечку. Чашелистики обычно прикрывают остальные части цветка в бутоне. Чашечка – совокупность чашелистиков; внешний круг элементов цветка. Черешок – ножка, к которой прикреплена листовая пластинка. Щ Щиток – единственная семядоля зародыша злаков, приспособленная для поглощения питательных веществ из эндосперма. Э Эвстела (греч. eu – хороший + stele – столб) – стела, в которой первичные проводящие ткани расположены отдельными пучками вокруг сердцевины. Типична для голосеменных и цветковых. Экзина – наружный слой оболочки споры или пыльцевого зерна. Экзокарпий (греч. exo – вне + karpos – плод) – наружный слой перикарпия. Эндемичный вид – вид, свойственный определенной географической местности и более нигде не встречающийся. Эндогенный (греч. endo + genos – род) – происходящий из тканей, расположенных в глубине; например – боковые корни. Эндокарпий (греч. endo + karpos – плод) – самый внутренний слой перикарпия. Эндосперм (греч. endo + sperma – семя) – ткань, развивающаяся в результате слияния мужского ядра с полярными ядрами центральной клетки. Содержит запас питательных веществ и переваривается растущим спорофитом либо до, либо после созревания семени. Имеется только у покрытосеменных.

79

Эпикотиль – верхняя часть оси зародыша или проростка, расположенная выше семядолей и ниже ближайшего к ним листа. Я Яблоко – простой мясистый плод, наружная часть которого образована элементами цветка, окружающими завязь и разрастающимися по мере созревания плода. Ягода – простой сочный многосемянный плод, развивающийся из одного или нескольких сросшихся плодолистиков, образующих мясистый перикарпий, например у винограда, томата, банана. Яйцеклетка – неподвижная женская гамета, обычно более крупная, чем мужская гамета того же вида. Ярус – часть слоя сообщества, к которой более или менее четко приурочены ассимилирующие (листья или стебли) или абсорбирующие и запасающие (корни, корневища, клубни, луковицы) органы. Ярусность – расчлененность сообщества на слои, ярусы и пологи.

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие .................................................................................................................3 ЗАНЯТИЕ 1. Отдел Цианобактерии (синезеленые водоросли) – Cyanophyta ......5 ЗАНЯТИЕ 2. Отдел Зеленые водоросли – Chlorophyta ............................................7 ЗАНЯТИЕ 3. Эвгленовые – Euglenophyta и Диатомовые водоросли – Bacillariophyta ..............................................................................................................10 ЗАНЯТИЕ 4. Отделы красные – Rhodophyta и бурые водоросли – Phaeophyta ....12 ЗАНЯТИЕ 5. Грибы – Mycota. Классы: зигомицеты – Zygomycetes, аскомицеты – Ascomycetes и базидиомицеты – Basidiomycetes .......................................................15 ЗАНЯТИЕ 6. Отдел лишайники – Lichenes ...............................................................21 ЗАНЯТИЕ 7. Отделы Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные ............................................................................................23 ЗАНЯТИЕ 8. Отдел голосеменные – Pinophyta ........................................................35 ЗАНЯТИЕ 9. Класс Магнолиопсида. Порядки Лютиковые, Маковые, Гвоздичные ..................................................................................................39 ЗАНЯТИЕ 10. Подклассы Дилленииды и Гамамелидиды .......................................44 ЗАНЯТИЕ 11. Подкласс Розиды – Rosidae ................................................................48 ЗАНЯТИЕ 12. Подкласс Ламииды – Lamiidae ..........................................................52 ЗАНЯТИЕ 13. Подкласс Астериды – Astеridae .........................................................55 ЗАНЯТИЕ 14. Подкласс Лилииды – Liliidae .............................................................57 ЗАНЯТИЕ 15. Порядки Осоковые – Cyperales и Злаки – Poales.............................60 Методические указания для самостоятельной работы студентов (СРС) ................62 Литература ....................................................................................................................66 Глоссарий ......................................................................................................................67

Учебное издание

Нестерова Светлана Георгиевна ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО СИСТЕМАТИКЕ РАСТЕНИЙ Учебно-методическое пособие Редактор Г. Бекбердиева Компьютерная верстка: Г. Шаккозова Дизайн обложки: Г. Курманова ИБ №5197 Подписано в печать 16.06.2011. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Объем 5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №503. Издательство «Қазақ университетi» Казахского национального университета им. аль-Фараби. 050040, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71. КазНУ. Отпечатано в типографии издательства «Қазақ университетi».

82