Шпаргалка по "Ботанике"

1.Ботаника как наука и ее  прикладное значение.

Ботаника – наука о растениях, их структуре, жизнедеятельности, распространении. Объектом изучения ботаники являются растения на разных уровнях их организации.  прикладная ботаника есть комплекс всех отраслей(палеоботаника, геоботаники, цитология ,анатомия) общей ботаники направленных специально на детальное изучение представителей растительного царства и их комплексов, имеющих прикладное значение, а также направленных на изучение представителей и комплексов дикой флоры с точки зрения значения в практической жизни.

Растениеводство какнаука изучает многообразие сортов, гибридов, форм полевых культур, особенности биологии и наиболее совершенные приёмы возделывания, которые обеспечивают высокую урожайность и качество при наименьших затратах.

2. Эволюционные изменения у первых  растений, осваивавших сушу.

Первые высшие растения – риниофиты. Наличие кутинизированной эпидермы с устьицами, наличие многоклеточных спорангиев с кутинизированными спорами, поглощение воды с помощью ризоидов,отсюда - развитой водопроводящей системы, состоящей из трахеид, фотосинтез, увеличение ассимилятов а след увеличение объема растений, морфологическая расчлененность. Первичная форма таломная или радиальная. Вертикальное положение за счет механических тканей,  ксилема, флоэма, листостебельные побеги, гаметангии и спорангии из одноклеточных превратились в многоклеточные и имели стенку из живых клеток, цитоплазма удерживает влагу, антеридий овал.шар, сперматозоиды, архегоний колбовидный верх-шейка, низ-брюшко, яйцеклетка, процесс изогамии: смерматозоиды становятся маленькими и их много, яйцеклетка увеличивается и сокращается в числе. Предпосылки: появление новых, более совершенных форм. За счет фотосинтеза морский водорослей в атмосфере произошло увеличение количества кислорода. Крупнейшие горообразовательные процессы,в результате которых моря обмелели,и постепенно появилась суша.

3. Этапы соматической эволюции  у высших растений.

Уже самые примитивные растения из наземных были дифференцированы на элементарные органы: каулоид и ризомоид. Каулоид –Ортотропная ось, ризомоид – плагиотропная ось. Вместе они составляют телом. Характерная черта теломов – локализованный верхушечный рост. Происхождение теломов связано с возрастающим дихотомическим ветвлением. Ризомоид – это не корневище, а его аналог. В отличие от настоящего корневища (видоизмененный побег) ризомоид представляет собой первичный элементарный орган. Появление телома повысило пластичность и открыло более широкие возможности для дальнейшего эволюционного развития. Терминальное положение спорангиев, характерное для телома, у риниофитов приводит к тому, что спорангии представляют собой видоизмененные верхушки веточек. По своей соматической организации плауны являются синтеломными растениями. Появление синтелома -полимеризация и эмбрионизация теломов. Качественные отличия синтелома от телома проявляются в скорости развития и степени интеграции элементов его строения. Появляется возможность специализации отдельных структур синтелома.Спорофит современных папоротникообразных имеет очень сложное строение. Он всегда расчленен на стебель и листья. Соматический уровень организации характеризуется как сочетание синтеломного и предпобегового. Предпобег – вайя – возникает при кладификации (уплощении) ортотропных синтеломов. Это дает возможность для более эффективного фотосинтеза, ускорения индивидуального развития спорофита и представляет собой ароморфоз. Примечательно, что плагиотропные синтеломы почти не изменяются.

Возникновение побегов (то есть листостебельности) — крупнейший ароморфоз. Благодаря плоской форме листьев резко возросла фотосинтезирующая поверхность, а связанное с этим увеличение транспирации способствовало

развитию у растений настоящих корней как совершенных органов поглощения воды и минеральных солей.

4. Эволюция жизненного цикла  и размножения у высших растений.

Гаплоидное, или половое, поколение называется гаметофитом, поскольку оно образует гаметы и «призвано» к половому размножению. Гаметы формируются в антеридиях (мужские) и архегониях (женские). В результате оплодотворения образуется зигота,из которой вырастает диплоидное бесполое поколение – спорофит. Он способен лишь к бесполому размножению посредством образования гаплоидных спор, которые дают начало гаметофитному поколению. Одно из этих двух поколений может преобладать над другим, и тогда на его долю приходится большая часть жизненного цикла высших растений.

Эволюция жизненного цикла высших растений шла в двух противоположных направлениях. У моховидных она была направлена в сторону возрастания самостоятельности гаметофита и его постепенного морфологического расчленения, потери самостоятельности спорофита и его морфологического упрощения. Самостоятельной, вполне автотрофной фазой жизненного цикла моховидных стал гаметофит, а спорофит низведен до степени органа гаметофита. У всех остальных высших растений самостоятельной фазой жизненного цикла стал спорофит, а гаметофит у них в течение эволюции постепенно уменьшался и упрощался. Максимальная редукция гаметофита связана с разделением полов. Миниатюризация и упрощение однополых гаметофитов происходили весьма ускоренными темпами. Гаметофиты очень быстро теряли хлорофилл, и развитие все чаще осуществлялось за счет питательных веществ, накопленных спорофитом.Наибольшая редукция гаметофита наблюдается у семенных растений. Бросается в глаза, что как среди низших, так и среди высших растений все крупные и сложно устроенные организмы представляют собой спорофиты (ламинарии, фукусы, лепидодендроны,сигиллярии, каламиты, древовидные папоротники, голосеменные и древесные покрытосеменные).

5. Высшие растения и гипотезы  их происхождения.

Известны две группы гипотез, рассматривающих предковые корни высших растений: альгологическая и симбиогенетическая. По «водорослевым» гипотезам на роль предков предлагались бурые, красные и зеленые водоросли. у многих высших растений гаметофиты на ранних стадиях имеют нитчатое строение, возможными предками считали нитчатые зеленые водоросли, у бурых водорослей – смена поколей, сложное расчленение тела, паренхиматозное строение, многоклеточные спорангии и гаметангии. Красных – сложное расчленение тела, цикл развития с чередованием поколений. Зеленых-хлорофиллы а и в, двумембранные пластиды,зв-крахмал, все типы полового размножение, зооспроры, апланоспоры.

 

 

 

6. Отдел Rhyniophyta. Роль в построении  филогенетических систем.

Уровень соматической организации – телом. Спорофит очень примитивный, не разделен на органы. Для

обозначения осевых частей растения можно использовать термин «телом»: ортотропный (вертикальный), называемый также каулоидом; плагиотропный (горизонтальный) – ризомоид. Имеются ризоиды. Вегетативные и генеративные теломы внешне сходны и представлены зелеными осями, различным образом разветвленными. Спорангии терминальные, одиночные.

Класс Rhyniopsida спорангии верхушечные шаровидные или яйцевидные; протоксилема

центрархная. В порядке Rhyniales ветвление дихотомическое или трихотомическое; теломы (оси) гладкие; споры округлые сотчетливой трехлучевой щелью. Основные представители следующие.Cooksonia caledonica (Куксония каледонская). Самое древнее из известных высших растений. Теломы только ортотропные:дихотомирующие каулоиды. Спорангии шаровидные или почковидные.Rhynia major (Риния большая). Характеризуется плагиотропными (ризомоид) и дихотомирующими ортотропными (каулоид) теломами.Спорангии яйцевидной формы.Ризомоиды имеют ризоиды, играют важную роль в"захвате"новых территорий, вегетативном размножении и расселении ринии. Каулоиды необходимы для осуществления фотосинтеза и бесполого размножения.Другой порядок этого класса – Psilophytales (Trimerophytales), или псилофиты. У них, в отличие от риниевых, можно наблюдать оси

разных порядков, различным образом утолщенные; боковые ответвления упорядоченно расположенные; налицо группирование спорангиев на особых ответвлениях, т. е. сделан первый шаг в направлении синтелома; генеративные теломы анатомически отличаются от вегетативных; есть тенденция к уплощению осей; появляются листовидные органы энационной природы. Основные представители:Psilophyton princeps (Псилофит первичный). Имеет неравномерно ветвящиеся оси, от которых отходят разветвленные оси болеевысокого порядка. Спороносные ветви вильчато делятся до семи раз и заканчиваются парами веретеновидных спорангиев. Толстые оси покрыты редкими эмергенцами, увеличивающими площадь фотосинтезирующей поверхности. Проводящая система протостелическая; протоксилема центральная, окружена массивной метаксилемой.Trimerophyton robustus (Тримерофит мощный). Характеризуется особым типом ветвления: в каждом случае вбок отходят сразу три равнозначные ветви от более толстой главной оси. В дальнейшем каждая из ветвей повторно трижды разветвляется.

Класс Horneophytopsida, он известен только по одному роду.

Плагиотропные теломы отсутствуют. Ортотропные внизу заканчиваются клубневидными органами, покрытыми тонкими ризоидами,без проводящих тканей. Представитель – Horneophyton lignieri. Ортотропные части дихотомически ветвистые, заканчивающиеся удлиненноэллиптическими спорангиями. В спорангиях развита колонка – участок стерильной ткани в центре.

7. Характеристика отдела Псилотовые.

Отдел Psilotophyta

Псилотовые — небольшие растения, лишенные корней и обладающие рядом признаков, сближающих их с псилофитами.

Р о д псилот (Psilotum) представлен двумя видами. Р о д тмезиптер (Tmesipteris) содержит также 2 вида.

Оба рода имеют безлистное, дихотомически ветвящееся корневище, скрытое в почве; выше оно переходит в олиственные побеги.Корневища покрыты корневыми волосками и имеют примитивное протостелическое строение. Корней нет.Надземные стебли дихотомически ветвятся. На верхних разветвлениях расположены листья и спорофиллы со спорангиями. Листья псилотов мелкие, чешуевидные. Жилки в листе отсутствуют, но у P. flaccidum в стебле имеется листовой след. Это свидетельствует о том, что листья псилотов редуцированные. Функция ассимиляции в основном осуществляется стеблем. Стебель имеет актиностелическое строение.

Трехгнездные спорангии — с и н а н г и и — расположены на верхней стороне маленьких, вильчато-разветвленных спорофиллов. Спорангии закладываются каждый отдельно и лишь потом сливаются. Они имеют многослойную стенку. В спорангии развиваются многочисленные одинаковые споры. По созревании спорангии вскрываются радиальной щелью вверху и споры высыпаются наружу. Из спор развиваются заростки. Заросток ведет подземный образ жизни и сожительствует с грибом, проникающим внутрь его клеток. Интересной особенностью заростка является нахождение в нем остатков примитивной стели. Это свидетельствует о том, что гаметофиты у предков Psilotales были хорошо развитыми и имели стелярное строение. Заростки обоеполые. Антеридии поверхностные. В них развиваются многожгутиковые сперматозоиды. Архегонии брюшком погружены в ткань заростка.

Образующийся в результате оплодотворения зародыш состоит из стебля и ножки, внедряющейся в ткань заростка.

Надземные побеги тмезиптера покрыты очередными листьями. В нижней части побега они чешуйчатые, выше же с хорошо развитой пластинкой, зеленые, кожистые. В листе развита средняя жилка. В стебле имеется листовой след. Стебель имеет сходное с псилотом строение, но середина пучка занята сердцевиной. Спорофиллы вильчатые. Они расположены в верхней части побегов, где от общей цилиндрической части (черешка) отходят две пластинки. Между ними, прикрепляясь к черешку, находится двойной спорангий. Каждый спорангий по созревании вскрывается продольной щелью. Споры все одинаковы; прорастая, они дают начало обоеполым заросткам. Заростки имеют червеобразную форму, ведут подземный образ жизни, сожительствуя с грибом. Антеридии и архегонии рассеяны по всей поверхности заростка. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды. Образующийся после оплодотворения зародыш состоит из стебля и внедряющейся в ткань заростка ножки. От плауновых они отличаются отсутствием корней, многожгутиковыми сперматозоидами, наличием листовых прорывов в стели.

Листья их, таким образом, не микрофилльны. Псилотовые, вероятно, являются прямыми потомками псилофитов.

8. Отдел Плауны: общая характеристика, принципы классификации, происхождение.

Плауны – одни из древнейших существующих высших растений. Появились в начале девона палеозойской эры от риниофитов или зостерофиллофитов. синтеломный уровень организации. Уже у примитивных древних форм встречаются синтеломы двух типов: орто– и плагиотропные. Присутствуют придаточные корни. Спорангии находятся в стробилах или покрывают ортотропные оси (синтеломы). Это равно– и разноспоровые растения. Проводящая система – от протостелы до сифоностелы и плектостелы. Есть травянистые и вторично утолщающиеся древовидные представители. Функцию листьев выполняют филлоиды энационной природы. У древних примитивных форм «листья» – эмергенцы, либо микрофиллы (с центральной жилкой и без жилки), у совершенных – макрофиллы. На

поперечных сечениях осей у древних плаунов впервые появляется листовой след. По сравнению со своими предками плауны лучше приспособлены к использованию ресурсов среды: наличие корней, аналоги листьев

– филлоиды (микрофиллы, а позднее и макрофиллы), совершенная проводящая система.

В жизненном цикле плаунов доминирует спорофит.

У наиболее совершенных и эволюционно преобразованных плаунов – лепидокарповых, полушниковых, селягинелл –

появляется разноспоровость, а развитие гаметофитов происходит в результате небольшого количества делений.

 

9. Эволюция жизненного цикла  плаунов.

Эволюция шла далее таким образом, что растения как бы созревали на все более и более ранних стадиях индивидуального развития.

10. Эволюционная характеристика  классов Drepanophycopsida и Lycopodiopsida.

Класс Drepanophycopsida.

Спорангии расположены обособленно или в пазухах спорофиллов. Стробилы отсутствуют. Равноспоровые. Синтеломы орто– и плагиотропные, внешне схожие. Функцию фотосинтеза выполняют эмергенцы либо микрофиллы. Проводящая система – актиностела.«Листья» и «стебли» с многочисленными устьицами. Один из представителей – Asteroxylon mackiei (Астероксилон Маки). В первичной коре развита аэренхима, указывающая на земноводные условия существования; заметны листовые следы. «Листья» представлены эмергенцами. Молодые синтеломы улиткообразно свернутые. Спорангии – на ножках; располагаются на ортотропных осях.

Класс Lycopodiopsida представлен одним с е м е й с т в о м Lycopodiaceae, которое включает два р о д а — Lycopodium и

Phylloglossum. Широко распространен плаун булавовидный (L. clavatum). Его гибкий, дихотомически разветвленный стебель стелется по земле посылая в почву корни и образуя приподнимающиеся надземные ветви. Стебель и ветви густо покрыты маленькими линейно- шиловидными листьями. Молодые стебли протостелические. У взрослых стеблей — плектостель. Центральную часть стебля занимает концентрический проводящий пучок. Сердцевины нет. Камбия в пучке нет. Листья снаружи одеты эпидермисом. Устьица расположены на нижней и верхней поверхности листа. Многослойный мезофилл состоит из клеток, богатых хлорофилловыми зернами. Ряды их разделены воздухоносными полостями (межклетниками).В стебле от центрального цилиндра косо вверх отходят, без прорывов стели, пучки проводящей ткани. Следуя через кору (так называемые листовые следы), они входят в лист, где становятся единственной средней жилкой листа. Корни плаунов придаточные, они возникают из перицикла стели.