Шпаргалка по "Ботанике"

У многих хвойные кроющие и семенные чешуи срастаются и образуют более  или менее плотные собрания, которые  часто называют женскими шишками.

Процесс развития шишек у хвойных  занимает до 2 лет. Семязачатки к  моменту созревания выделяют каплю  клейкой жидкости, которая улавливает пыльцевые зерна. Пыльца попадает в  микропилярную камеру и там продолжает свое развитие. Оплодотворение же происходит много позже.

Зародыш хвойных развивается из зиготы. Параллельно образованию зародыша из ткани женского гаметофита формируется гаплоидный эндосперм, а из покрова семязачатка - кожура семени. Таким образом , весь семязачаток превращается в семя.

Подкласс хвойных насчитывает 7 порядков, из которых 2 полностью вымерли  и здесь не рассматриваются.

Порядок араукаривые - Araucariales

К араукариевым относится только одно семейство - араукариевые (Araucariaceae), включающее два рода - араукарию (Araucaria) и агатис (Agathis) с 35 видами.

Отличительными признаками араукариевых являются:

крупные микростробилы из многочисленных микроспорофиллов, несущие по 15-20 свободных микроспорангиев

 крупные шишки 

 крупные размеры растений

Виды араукариевых существовали уже  в триасе (200-240 лет назад). Сейчас представители семейства сохранились  лишь в некоторых тропических  областях Южного полушария. Многие араукариевые доживают до 2000 лет и более.

Сейчас площадь лесов из араукарий  и агатисов сократилась из-за вырубания  их ради ценной красивой древесины. Гигантские экземпляры каури (Agathis australis) слагали  раньше обширные девственные леса Новой  Зеландии.

Семена многих араукариевых съедобны, а их смолу применяют для изготовления натуральных лаков.

Порядок сосновые (Pinales)

Порядок включает единственное семейство  сосновых (Pinaceae), насчитывающее 10 родов  и не менее 250 видов. Распространены представители семейства преимущественно в Северном полушарии. Единственный вид, пересекающий экватор и заходящий в Южное полушарие - сосна Меркуза (Pinus merkusii). Известны сосновые с юры.

Сосновые - это зеленые, реже листопадные  растения, иногда стелющиеся кустарники. За редким исключением сосновые - крупные  деревья, достигающие в некоторых  случаях 40-50 м в высоту и 0.5-1.2 м  в диаметре. Например, лиственница  западная достигает 80 м в высоту при диаметре ствола 1.5 м.

Самый большой род в порядке - сосна Pinus (около 100 видов). Обычно это  высокие деревья (до 30-45 м высотой). Их вытянутые побеги покрыты бурыми чешуйками, в пазухах которых  располагаются сильно укороченные  побеги, несущие пучки хвоинок.

В нашей стране наибольшее значение имеет сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). Растет сосна обыкновенная преимущественно  на песчаных почвах. Сосновые леса из Pinus sylvestris в России занимают огромные площади, уступая только лиственничникам.

Сосна сибирская или кедровая (P. sibirica) отличается от сосны обыкновенной тем, что на укороченных побегах  несет пучок из 5 хвоинок. Сосна  сибирская, кроме ценной древесины, дает богатые кедровым маслом орехи, которое используется в промышленности.

Другой широко распространенный род - ель (Picea). Это высокие, стройные деревья (до 50-60 м высотой и 1.5-2 м в диаметре), отличаются теневыносливостью. Ели - долгожительницы  и доживают до 500-600 лет. Укороченных  побегов у них нет - хвоинки  располагаются спирально прямо  на ветках на складочках коры - подушечках. Древесина более ценная, чем у сосны. В России наиболее широко распространены ель европейская (P. abies) и ель сибирская (P. obovata).

Род пихта (Abies) также довольно распространен  в Северном полушарии. Пихты - крупные  деревья, достигающие высоты 60-80 м  и 2 м в диаметре. У них плоские  и мягкие хвоинки, которыми они хорошо отличаются от других хвойных. В Западной Сибири и на северо-востоке Европейской  России распространена пихта сибирская (Abies sibirica). Древесина пихты менее  ценна, чем у сосны и ели, поэтому  используется в производстве бумаги.

Еще один распространенный в России род - лиственница (Larix). Это листопадное  дерево. Листья лиственниц мягкие, плоские, собраны в пучки на укороченных  побегах. На Урале и в Западной Сибири распространена лиственница  сибирская (L. sibirica), в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке - лиственница  Гмелина (L. gmelinii). Лиственничные леса занимают самые большие площади  из всех хвойных. Древесина лиственницы - тяжелая, долговечная и прочная. Из нее были построены амфитеатры Древнего Рима и сваи в Венеции.

Род кедр (Cedrus) имеет всего 4 вида. Три  из них встречаются в странах  Средиземноморья, а один обитает  в Гималаях. На Черноморском побережье  выращивают декоративные кедры - кедр ливанский, кедр атласский (C. atlantica) и  кедр гималайский (C. deodara).

Кроме перечисленных родов, к семейству  относятся роды кетелеерия (Keteleeria), тсуга (Tsuga), псевдотсуга (Pseudotsuga), катайя (Cathaya) и др.

Наибольшее значение имеют псевдотсуги, образующие на западе США и Канады обширные величественные леса.

Порядок кипарисовые (Cupressales)

Порядок включает два семейства: таксодиевые (Taxodiaceae) и кипарисовые (Cupressaceae).

В неогене - палеогене таксодиевые  образовывали целые леса в Северной Евразии. Сейчас же таксодиевые представлены 10 родами и 14 видами, которые имеют  небольшие ареалы.

К таксодиевым относятся такие  исполины растительного мира, как  секвойядендрон гигантский (Sequoiadendron giganteum), секвойя вечнозеленая (Sequoia sempervirens) и таксодиум мексиканский (Taxodium mucronatum), достигающие высоты до 100 и более  метров и диаметр ствола более 10 м. Возраст у таких гигантов - 3-4 тыс лет.

Многие таксодиевые культивируют в странах с умеренным климатом.

Семейство кипарисовые включают 19 родов и около 130 видов, встречающихся и в Южном и в Северном полушарии. Кипарисовые - это вечнозеленые кустарники и деревья. Листья их мелкие, чешуевидные или игловидные, расположены супротивно или в мутовках по 3-4 листа.

В России наиболее обычен род можжевельник (Juniperus). На Дальнем Востоке произрастает род микробиота (Microbiota) с единственным видом микробиота перекрестнопарная (M. decussata). Это редкий вид, который  занесен в Красную книгу.

Много видов содержит род кипарис (Cupressus). Это однодомные вечнозеленые деревья с пирамидальной или  раскидистой кроной, реже кустарники. Неповторимый облик южных городов  России создают пирамидальные формы  кипариса вечнозеленого (C. sempervirens). В  более северных районах в культуре встречаются виды рода туя (Thuja), особенно туя западная (T. occidentalis) и туя восточная (T. orientalis).

Порядок тиссовые (Taxales)

Порядок включает два семейства: тиссовые (Taxacaea) и головчатотиссовые (Cephalotaxaceae).

Семейство тиссовые насчитывает 5 родов  и 20 видов, которые распространены в  тропических и теплоумеренных областях Северного полушария. Известны с юры.

Тиссовые - это вечнозеленые кустарники и деревья с двурядно расположенными ланцетными и линейными листьями. Микроспорофиллы одиночные или  собраны в сережковидные "соцветия". Мегастробилы чаще всего редуцированы до одного семязачатка, который окружен бокальчатым покровом - кровелькой, или ариллусом. При созревании семени, кровелька становится мясистой и окружает его снизу и с боков.

Род тисс содержит 8 видов. В нашей  стране наиболее распространен тисс ягодный (Taxus baccata). Это теневыносливое медленнорастущее дерево, которое может доживать до 3-4 тыс. лет, достигая при этом 35 м высоты и 2 м в диаметре. Тисс ягодный - самое тепловыносливое дерево из хвойных.

Семейство головчатотиссовые включает один род и 6 видов, распространенных на юго-востоке Азии и в Японии. Микростробилы головчатотиссовых собраны в компактные сферические головки. Семена иногда обрастают сочным покровом, напоминая костянки.

Порядок подокарповые (Podocarpales)

Подокарповые представлены одним семейством подокарповых (Podocarpaceae) с 9 родами и 140 видами. Эта наиболее продвинутая группа голосеменных распространена в Южном полушарии, хотя отдельные ее представители заходят в тропики Северного полушария.

 Микроспорофиллы подокарповых  собраны в одиночные стробилы. Мегастробилы часто редуцированы до одного семязачатка, окруженного интегументами и особым покровом - эпиматием. При созревании эпиматий часто становится сочным, но может оставаться и кожистым.

У некоторых видов подокарпуса (Podocarpus) и дакридиум (Dacridium) ножка  мегастробила и базальные стерильные чешуи стробила при созревании могут  срастаться между собой, образуя  сочную, ярко окрашенную массивную  ножку - рецептакул, на верхушке которого располагается семя.

В основном, подокарповые представлены кустарниками и небольшими деревьями.

Среди подокарповых известен уникальный для голосеменных пример облигатного бесхлорофильного паразита - паразитаксус обожженный (Parasitaxus ustus), произрастающий в Новой Каледонии.

 

22. Жизненный  цикл голосеменных на примере сосны. Его особенности в разных систематических группах голосеменных.

Жизненный цикл голосеменных на примере сосны (Pinus sylvestris)

Спорофит сосны (2 n) имеет мощную корневую систему, ствол, крону, два  типа побегов: ауксибласты (удлиненные), несущие чешуевидные листья, и  брахибласты (укороченные) с иглами (хвоей), два типа шишек: мужские

(микростробилы) и семенные (собрания  мегастробилов). В мужской шишке  формируются в ходе мейоза  тетрады микроспор (n), которые  превращаются после первого процесса  митоза в пыльцевые зерна и  в таком виде переносятся ветром  в семенные шишки, где завершается  процесс созревания мужского  гаметофита (n). Семенная чешуя несет  семязачатки. В незрелом семязачатке  располагается материнская клетка  мегаспоры (2n). Из 4 мегаспор (n), образовавшихся  в процессе мейоза, дальнейшее  развитие получает только одна. Из неё формируется многоклеточный женский гэметофит с двумя архе-гониями. После оплодотворения образуется зигота (2 n), а тело женского гаметофита превращается в первичный эндосперм. В результате этого процесса семязачаток превращается в семя. Наступает спорофаза.

 

23. Сравнительная  характеристика процессов опыления  и оплодотворения голосеменных  и покрытосеменных. Апомиксис.

Сравнительная    характеристика    процессов    опыления    и    оплодотворения голосеменных и покрытосеменных

Цветок — орган семенного  размножения растений. В нем осуществляются процессы опыления и оплодотворения. В отличие от голосеменных у покрытосеменных  опыление происходит не только с помощью  ветра, но и насекомыми, ветром,водой, птицами.Отличается и процесс оплодотворения. У цветковых существует двойное оплодотворение с образованием в семени диплоидного зародыша и триплоидного эндосперма.У голосеменных из пары спермия, образующихся в результате деления спермагенной клетки, лишь один участвует в оплодотворении, другой погибает. Семена покрытосеменных в отличие от голосеменных развиваются не голо (открыто), а внутри завязи. Из завязи образуется плод, и семена оказываются скрытыми внутри плода, т. е. защищенными (покрытыми).

Апомиксис-образование зародыша не из зиготы, а непосредственно из неоплодотворённой яйцеклетки.Апомиксис встречается у некоторых сортов свеклы , хлопчатника , льна , табака и ряда других сельскохозяйственных культур.

 

24. Общая  характеристика и происхождение  покрытосеменных. Отличия однодольных от двудольных

Общая характеристика покрытосеменных растений

В настоящее время покрытосеменные насчитывают более 200 тыс. видов. Это наиболее совершенные, т. е. наиболее приспособленные к современным условиям жизни на земле растения, благодаря чему они господствуют в растительном покрове на всех континентах.

Произошли покрытосеменные растения от голосеменных. Центром возникновения покрытосеменных являются тропики, где до настоящего времени произрастает большинство их видов.

Покрытосеменные имеют ряд существенных отличий от голосеменных растений:

1) покрытосеменные распространены в виде не только деревьев и кустарников, как голосеменные, но и травянистых растений;

2) покрытосеменные имеют типичный  цветок, образуют в результате  двойного оплодотворения плод; голосеменные  таких особенностей не имеют;

3) проводящие пучки древесины  у покрытосеменных содержат как сосуды, так и трахеиды; у голосеменных сосуды отсутствуют;

4) у покрытосеменных размножение  осуществляется посредством как семян, так и вегетативных органов: клубней, корневищ, луковиц. У голосеменных такие органы отсутствуют;

5) одни покрытосеменные ежегодно  теряют листья, другие — всю  наземную часть. Голосеменные  в абсолютном большинстве являются  вечнозелеными растениями;

6) покрытосеменные имеют структуру  органов полового размножения  и строения цветка, отличающуюся  от голосеменных.

На начальных этапах развития покрытосеменных  внутри них обособились две ветви, значительно отличающиеся друг от друга. Растения одной ветви объединили в класс Двудольные, другой —  в класс Однодольные.

Происхождение

Первые остатки покрытосеменных  датируются Юрским периодом приблизительно 140 миллионов лет назад. Базируясь  на современных данных, можно предположить, что предки покрытосеменных и  гнетовых дивергировали в триасе (220—202 миллионов лет назад). Первые отпечатки растений с признаками покрытосеменных обнаружены в пластах  юрского и раннего мелового периодов (135-65 миллионов лет назад), но это  были довольно-таки малочисленные и  примитивные формы. Древнейшими  покрытосеменными являются растения из группы нимфейных[4]. Следы широкого развития и распространения покрытосеменных  появились в палеонтологической летописи в период среднего мела (около 100 миллионов лет назад). Но уже  в позднем мелу покрытосеменные  оказались доминирующей формой растительной жизни, и в многих фоссилиях узнаются представители современных семейств (например, бук, дуб, клен и магнолия)