Систематика растений

МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова»

 

Химико-фармацевтический факультет

Кафедра органической и  фармацевтической химии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по ботанике № 2.

Вариант 7.

 

 

                                                                            

 

 

 

                                                                          Выполнила: студентка ЗХ-42-11

                                                                          Мартынова А.Ю.

                                                                          Проверил: доц. Лялин Г.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары, 2013

 

1. На примере ламинарии опишите жизненный цикл бурых водорослей.

ЛАМИНАРИЯ, род бурых водорослей. Включает 30 видов, широко распространённых в морях Северного полушария (большинство произрастает на глуб. до 20 м). Таллом водоросли может достигать дл. 20 м, имеет тканевое строение и состоит из листовой пластинки, черешка и ризоидов. Пластинка образуется ежегодно, а черешок и ризоиды многолетние. Жизненный цикл ламинарии включает диплоидное поколение – спорофит (эта стадия известна как морская капуста) и гаплоидное – гаметофит (небольшие разветвлённые нити).

Зрелые спорофикоты ламинарий крупные организмы, их слоевище имеет одну или несколько пластин, расположенных на простом или разветвленном «стволе». «Ствол» прикрепляется к субстрату с помощью ризоидов. «Ствол» и ризоиды многолетние, а пластина меняется ежегодно. На пластине возникают одногнездные зооспорангии, в которых развиваются подвижные зооспоры, прорастающие в гаметофикоты. Они представлены микроскопическими нитчатыми заростками, которыенесут половые органы. На мужских гаметофикотах образуются антеридии в виде мелких клеток, в которых образуются множество сперматозоидов, а на женских – оогонии, где формируется по несколько крупных яйцеклеток. Яйцеклетка выходит из оогония и оплодотворяется вне его, после чего сразу же прорастает в спорофикот. После оплодотворения из диплоидной зиготы развивается таллом ламинарии.

 

 

 

2. Охарактеризуйте  строение и жизненный цикл  зигомицетов на примере рода  мукор. 

Это наземные грибы, бесполое размножение которых идет с образованием неподвижных спор (апланоспор), а половое – путем слияния вырастающих на мицелии «половых органов», называемых гаметангиями. Апланоспоры созревают в мешковидных структурах – спорангиях и у ряда видов с силой выбрасываются из них в воздух. При половом размножении слияние и смешивание содержимого гаметангиев приводят к образованию толстостенной зигоспоры, прорастающей после более или менее длительного периода покоя. Наиболее известны в этом отделе род мукор и близкие к нему грибы, обильно представленные в почве, на навозе и на других органических остатках, часто растущие в виде пушистого налета на сыром хлебе и гниющих плодах. Строение спорангиев и способ развития зигоспоры широко варьируют и служат основой для выделения различных таксонов. Многие представители этого подотдела гетероталломны, т.е. половой процесс и образование зигоспор возможны у них только при встрече особей одного вида, относящихся к разным «половым типам». Их «межполовые» отношения координируются особыми выделяемыми в окружающую среду веществами гормональной природы.

Мукор представляет собой род плесневых грибов класса зигомицетов. Гифы мукора нечленистые и сильно ветвятся. Споры гриба сконцентрированы в спорангиях, имеющих сферическую форму. Спорангии находятся на удлиненных гифах (спорангиеносцах), растущих вертикально вверх. Даже при небольшом увеличении спорангии можно хорошо разглядеть под микроскопом. Мицелий мукора не разделен перегородками и является одной огромной многоядерной разветвленной клеткой. В остальном внутреннее строение гиф типично для эукариот. Гифы мукора, имеющие несколько изогнутую форму, называются столонами. Края столонов обрамляют пучки укороченных гиф, что напоминает корневую систему. Нити мицелия гриба тонкие и прозрачные, поэтому вначале плесень имеет вид белого пушка до образования спорангий. После созревания спор оболочка спорангия, состоящая из каллозы, при повышенной влажности лопается, и несколько тысяч многоядерных неподвижных спорангиоспор рассыпаются. Они очень мелкие, поэтому их можно увидеть только с помощью микроскопа. Спорангиоспоры, появившиеся после редукционного деления ядер, являются предшественниками нового поколения грибов. Грибница мукора представлена всего лишь одной сильно разросшейся и разветвленной клетки с множеством ядер в цитоплазме

 

Жизненный цикл мукора 
1 - грибница; 2 - спорангиеносец; 3 - спорангий; 4 - споры; 5 - прорастание спор; 6 - отделившиеся участки гиф; 7 - зигота; 8 - прорастающая зигота (пунктиром обозначена диплоидная стадия)

 

 

 

 

3 По каким признакам классифицируют  лишайники?

    Лишайники –  своеобразная группа симбиотических  организмов, основу слоевища которых  образует мицелий гриба. В организме  лишайника сосуществуют два компонента: гетеротрофный – гриб (микобионт) и автотрофный – различные водоросли (фикобионт), образующие единый симбиотический организм.

Лишайники отличаются от других растений:         

Во-первых, специфичный признак  лишайников—симбиотическое сожительство двух разных организмов — гетеротрофного гриба (микобионт) и автотрофной водоросли (фикобионт). Не всякое сожительство гриба и водоросли образует лишайник. Лишайниковое сожительство должно быть постоянным и исторически выработавшимся, а не случайным, кратковременным. В природе бывают случаи, когда гриб и водоросль образуют временное смешанное скопление, но это еще не лишайник. В настоящем лишайнике гриб и водоросль вступают в тесные взаимоотношения, грибной компонент окружает водоросли и может даже проникать в их клетки.        

Во-вторых, лишайники  образуют особые морфологические типы, жизненные .формы, не встречающиеся  отдельно у слагающих лишайниковое слоевище грибов и водорослей, т. е. лишайники прошли исторический, длительный формообразующий процесс на основе симбиоза, приведший к формированию специфичных морфологических форм внешнего и внутреннего строения.        

В-третьих, для  лишайников в целом и каждого  из их компонентов в отдельности  характерен особый тип метаболизма. Физиология гриба и водоросли  в слоевище лишайника во многом отличается от физиологии свободноживущих грибов и водорослей.        

В-четвертых, весьма специфична биохимия лишайников, образование  в них вторичных продуктов  обмена — лишайниковых веществ, не встречающихся в других группах  организмов.        

Наконец, лишайники  существенно отличаются от других групп  организмов, в том числе и от свободноживущих грибов и водорослей, особой биологией: способами размножения, медленным ростом, отношением к экологическим  условиям и др.

 

 

 

 

 

4. Каков  жизненный цикл плауна булавовидного? Каково соотношение спорофита и гаметофита в нем?

Род плаун насчитывает около 400 видов. В нашей стране произрастают 14 видов плаунов. Наиболее широкое  распространение имеет вид плаун  булавовидный - Lycopodium clavatum. Плаун булавовидный - вечнозеленое многолетнее травянистое растение со стелющимся стеблем. На стебле образуются многочисленные приподнимающиеся ветви длиной до 20 см. Побеги густо покрыты шиловидными листочками. Стробилы со спорангиями сидят на облиственной ножке в числе 1-3. Спорангии почковидной формы, содержат большое количество мелких спор желтого цвета. Споры после созревания опадают на почву и прорастают в гаметофит (заросток). Гаметофит плаунов - многолетнее бесхлорофильное растение в виде клубенька с ризоидами. Самостоятельно питаться не может, поэтому его развитие начинает с проникновением в тело гиф грибы (эндотрофная микориза). Заросток обоеполый, в глубине его ткани образуются архегонии и антеридии. Оплодотворение происходит при наличии воды. После оплодотворения из яйцеклетки развивается зародыш, вырастающий в многолетнее вечнозеленое растение - спорофит. В цикле развития плаунов преобладает спорофит. Мейоз происходит в спорангии при образовании спор.

 Чередование поколений в  жизненном цикле плауна: а –  гаметофит; б – спорофит

 

 

 

5. Какие  признаки лежат в основе деления  семейства сосновые на роды? Какие  морфологические особенности используются  в качестве характерных для  видов семейства сосновые?

Семейство сосновых отчетливо делится  на 3 трибы: пихтовые (Abieteae), лиственничные (Lariceae) и сосновые (Pineae), отличающиеся друг от друга наличием (Lariceae, Pineae) или отсутствием (Abieteae) укороченных побегов. В свою очередь, трибу лиственничных можно отличить от трибы сосновых по наличию на длинных побегах обыкновенных листьев, тогда как у сосновых эти побеги несут только чешуевидные, незеленые листья. У таких сосновых, как ель, пихта, все побеги одинаковы, а листья на них сидят спирально поодиночке. У других родов, например у сосны и лиственницы, кроме обычных, не ограниченных в росте побегов (ауксибластов) имеются короткие боковые побеги (брахибласты), на которых листья могут размещаться по одному или пучками по 2 —50 в каждом. Длинные побеги покрыты многочисленными, быстро засыхающими чешуевидными листьями. У лиственницы они несут и зеленые листья.

Короткие побеги возникают в пазухах чешуевидных листьев на удлиненных побегах и отличаются от последних тем, что имеют сильно ограниченный рост в длину. 
Почки, развивающиеся на концах побегов сосновых, живущих в суровых условиях Севера, надежно защищены плотно прилегающими друг к другу тонкими чешуйками, покрытыми,   слоем. 
      Мегастробилы собраны в сложные компактные образования — шишки, состоящие из центральной оси, на которой спирально располагаются кроющие чешуи, несущие в пазухах семенные чешуи; у их основания (на стороне, обращенной к оси шишки) обычно парами сидят семяпочки. Чаще всего кроющие чешуи незаметны, но у некоторых видов пихты, лиственницы и псевдотсуги они выступают из-под семенных чешуи. 
       Большинство представителей семейства сосновых развивает мощную корневую систему. Кроме длинных, первичных или боковых, у них имеется большое количество коротких мелких и часто сильно ветвистых корней. На таких корнях у многих лесных деревьев — сосны, ели, пихты, тсуги и некоторых других — можно обнаружить микоризу. Гифы грибов густо оплетают корни дерева в том месте, где обычно располагаются корневые волоски, задерживая, а иногда и совершенно подавляя их рост. Обладая большей протяженностью, чем корневые волоски, гифы грибов становятся весьма активными поглотителями минеральных солей из почвы и лесной подстилки, получая, в свою очередь, от дерева некоторые органические вещества. Правда, деревья, растущие на богатых почвах, могут прекрасно обходиться без микоризы. Древесина сосновых довольно разнообразна по цвету, фактуре и физическим свойствам.

 

 

6. Охарактеризуйте  типы систем. Какие ученые внесли  свой вклад в разработку систем растительных организмов?

Все многообразие систем принято делить на три основных типа, главным образом, в зависимости от принципов, на которых  они строятся, и конечных целей. Существуют искусственные, естественные и генеалогические  системы.

Искусственные биологические системы строятся на основе какого-либо одного или немногих морфологических признаков. Как  правило, такие системы не отражают сущности объектов классификации. Они  несут незначительную биологическую  информацию.

В отличие от искусственных систем в естественных системах при классификации учитыватся сходство и различие по многим признакам. В систематические группы (таксоны) объединяются такие организмы, которые по степени сходства ближе между собой, чем с какими-либо другими. Совершенство таких систем зависит от глубины выявления связей между исследуемыми объектами по изученной совокупности признаков. Вполне разработанная естественная системахарактеризуется тем, что положение в ней таксона определяет его многие свойства. Поэтому естественные системы несут большую биолгическую информацию и имеют высокую прогностическую ценность. Генеалогические системы появились в конце 19 века. Их создание предопределила победа эволюционной теории. Эти системы призваны, помимо сходства и различий, отражать филогению, т.е. историческое родство организмов

Очень много  ученых непосредственно внесли свой вклад в разработку систем растительных организмов.

В конце XVIII века Антуан Жюссьё ввёл категорию семейства, а в начале XIX века Жорж Кювье сформулировал понятие о типе животных. Вслед за этим категория, аналогичная типу, — отдел — была введена для растений. Чарлз Дарвин предложил понимать естественную систему как результат исторического развития живой природы. Он писал в книге «Происхождение видов»:

Система Адансона. Первая попытка создания естественной системы растений. Он считал, что все признаки имеют одинаковый «вес», одинаковое систематическое значение. Таким образом, историческая заслуга Жюссьё не столько в разработке конкретной системы, сколько в формулировке идеи и её обосновании. Но это было сделано так убедительно и столь солидно подкреплено превосходными чёткими диагнозами родов и порядков, иллюстрирующими естественный метод, что не могло не привлечь внимания современников.

У Жюссьё оказалось  много последователей. Под его  влиянием переработал первый вариант  своей системы Ж. Б. Ламарк. В Англии сторонником метода Жюссьё был Д. Линдли, создавший аналогичную систему «восходящего типа». В Австрии сходных взглядов придерживался С. Эндлихер. Во Франции идеи Жюссьё развивал основатель научной палеоботаники А. Т. Броньяр. В России систему Жюссьё пропагандировал Павел Горянинов.