Растительные семейства. Классификация покрытосеменных
?43
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………… ……………3
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И АНАТОМИИ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ……………………………………………………5
1.1. Строение цветковых растений…………………………………………….5
1.2. Структурные типы…………………………………………………………7
1.3. Цветки……………………………………………………………… ……..10
1.4. Оплодотворение………………………………………… ………………..14
1.5. Плоды………………………………………………………………… …...15
1.6. Прорастание и рост……………………………………………………….19
1.7. Соцветия………………………………………………………… ………...21
Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ СЕМЕЙСТВ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ………………………………………………………… ………..…24
2.1. Семейство Розоцветные, Розовые (Rosacea)…………………………… 24 2.2. Семейство Лютиковые (Ranunculaceae)……………………………….…. 27 2.3. Семейство Бобовые (Leguminosae)……………………………………….. 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………… …………...33
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………… .35
ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………… …………...38
ВВЕДЕНИЕ
Цветковые растения известны с юрского периода, уже в то время они были достаточно высокоразвитыми и распространенными, поэтому первые их представители, несомненно, появились намного раньше, возможно, на землях, обнажившихся после отступления моря.
Тема данной работы –« Характеристика основных семейств цветковых растений», взята нами, потому что покрытосеменные (Angiospermae), самый крупный отдел царства растений, характеризующийся специализированными органами размножения.
Актуальность данной темы заключается в том, что цветковые растения завоевали всю планету, сильно потеснив прежних доминантов, в частности папоротниковидных и хвойных. Именно цветковые растения господствуют в листопадных лесах, занимавших некогда значительные пространства в Северной Америке, и в обширных тропических лесах Центральной и Южной Америки, Африки и Азии.
К этому отделу относятся злаки, покрывающие американские прерии и пампасы, африканские саванны и евроазиатские степи, а также кактусы и колючие кустарники пустынь, многие подводные и плавающие травы рек, озер и морей, напоминающие мох виды, стелящиеся по скалам и свисающие с ветвей деревьев. Наконец, именно цветковые растения человек разводит на полях, в огородах и плодовых садах, именно они – главное украшение оранжерей и парков.
В своей работе мы затронули проблему: изучения и характеристики основных семейств цветковых растений.
Цель исследования: Изучить характеристику основных семейств цветковых растений (Розоцветных, Лютиковых, Бобовых), выявить их отличительные признаки.
Задачи:
1)Необходимо изучить литературные источники по данной теме.
2)Рассмотреть особенности морфологии и анатомии цветковых
3)Изучить характеристику семейств.
4)Раскрыть особенности жизнедеятельности цветковых растений.
Объект нашего исследования: Цветковые растения
Предмет нашего исследования: Характеристика основных семейств цветковых растений на примере (семейство Розоцветные, семейство Лютиковые, семейство Бобовые)
Методы исследования использованные в данной работе: камеральный, выборочный, комплексный.
Структура работы включает в себя: титульный лист, содержание, введение, основную часть, которая включает в себя две главы и параграфы, а также заключение, список литературы, который включает в себя 15 источников, приложения.
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И АНАТОМИИ
ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ
1.1. Строение цветковых растений
Листья. Основная часть питательных органических веществ на Земле образуется в листьях цветковых растений. В типичном случае лист состоит из плоской листовой пластинки на черешке, который прикреплен своим основанием к стеблю. У места прикрепления находится два листоподобных выроста – прилистники. Впрочем, каждая из этих структур может отсутствовать. Листовые пластинки некоторых цветковых растений, например многих губоцветных и крестоцветных, – сидячие, т.е. отходят непосредственно от стебля без черешка; у других видов от листьев остаются только их влагалища с редуцированными до нитевидных структур пластинками (это можно наблюдать у злаков). Внутри листа находятся относительно рыхло упакованные клетки, богатые зеленым пигментом – хлорофиллом. В них и происходит фотосинтез. У верхней поверхности листа эти клетки обычно удлиненные и расположены бок о бок перпендикулярно поверхности: они образуют т.н. палисадную паренхиму. Нижележащие клетки по форме менее однородны и разделены воздухоносными межклетниками – это т.н. губчатая паренхима. Воздухообмен внутренних тканей листа с окружающей средой идет через маленькие отверстия в покрывающей его однослойной кожице (эпидермисе): в результате фотосинтезирующие клетки получают углекислый газ, необходимый для образования органики, и избавляются от «отходов производства» – кислорода. Эпидермис обычно покрыт снаружи восковым налетом (кутикулой) и относительно непроницаем для воды и газов, а клетки его к фотосинтезу неспособны.
К сожалению, лист теряет достаточно много воды через испарение, что иногда может поставить под угрозу существование всего растения. Он снабжается водой по системе внутренних жилок, обычно образующих густую разветвленную сеть. Жилки состоят из клеток сосудистых тканей, доставляющих к фотосинтезирующим участкам воду с растворенными в ней минеральными солями и разносящих оттуда органику по всем частям растения. Поскольку некоторые клетки этой проводящей системы толстостенные, жилки одновременно играют роль и скелета листа, поддерживающего его в расправленном состоянии и обеспечивающего нормальное снабжение всех его частей светом и воздухом (Грин, Стаут, Тейлор и др., 1990).
Стебель. По проводящим клеткам стебля вода с растворенными в ней минеральными солями поступает от корня в жилки листа, в которых имеются клетки того же типа. В молодом стебле эта водопроводящая система (ксилема) обычно образует начинающийся еще под землей цилиндр, служащий жесткой опорой для листьев, цветков и плодов и способный со временем сильно утолщаться и одревесневать, превращаясь в мощный многометровый ствол. Снаружи от ксилемы расположен аналогичный цилиндр – флоэма, состоящий из клеток, по которым идет транспорт органических веществ. Флоэма также заходит в жилки листа. Остальная часть стебля состоит из мягкой ткани, иногда фотосинтезирующей, в которой часто запасаются излишки питательных веществ. Центральная часть стебля – сердцевина – может разрушаться, и тогда в стебле на ее месте остается полость. Стебли с листьями (а также с цветками и плодами, которые, как считается, произошли от листьев) называются побегами (Дубин, 1986).
Корневая система закрепляет растение в субстрате. В корне также находятся проводящие ткани – ближе к центру ксилема, дальше от центра – флоэма. Здесь могут накапливаться и большие количества запасных веществ, поэтому некоторые корни очень крупные. Кроме опорной и запасающей, важнейшая функция корней – всасывание: вода с растворенными в ней солями должна поступать из почвы в побеги и возмещать расходы и потери растения. Всасывание осуществляется корневыми волосками – многочисленными выростами поверхностных клеток корня в относительно узкой зоне около его кончика. Именно корневые волоски, проникающие между мельчайшими частицами почвы, обеспечивают огромную суммарную поглощающую поверхность подземной части растения.
Наличие проводящей, или сосудистой, системы – характерная черта всех цветковых растений, которые во всем остальном по своему строению могут сильно различаться. Ксилема и флоэма у всех цветковых растений состоят в принципе из одних и тех же, более или менее одинаково расположенных элементов. Анатомически цветковые растения ближе всего к хвойным, саговниковым и другим голосеменным; более отдаленное эволюционное родство связывает их с папоротниковидными (Комарницкий, Кудряшов, Уранов и др., 1975).
1.2. Структурные типы
Травянистые растения по внешнему виду, внутреннему строению и образу жизни цветковые растения сильно различаются. Некоторые из них – однолетние травы, погибающие к началу зимы или, в тропиках, с окончанием сезона дождей. Иногда даже в течение такой короткой жизни они успевают достичь достаточно крупных размеров (примеры – всем известные подсолнечник и кукуруза).
Некоторые виды используют другие растения в качестве опоры, выносящей их листья к свету. Для этого, например, у многих бобовых концы сложных листьев, состоящих из нескольких листовых пластинок (листочков), превращены в цепкие, спирально закручивающиеся усики. Многие цветковые растения – многолетние травы: их надземные части в неблагоприятные для роста сезоны отмирают, но подземные остаются живыми и из года в год дают новые побеги. Подземные органы многолетних растений по строению и природе различны. У гладиолуса, например, это т.н. клубнелуковицы – короткие утолщенные основания стеблей с чешуевидными остатками листьев; у картофеля – клубни, образующиеся на боковых ответвлениях главного стебля; у батата – разросшиеся корни; у других видов, в частности касатиков, фиалок, пырея, – корневища, т.е. длинные подземные стебли. Луковицы гиацинта, лука и нарцисса состоят из превращенных в мясистые чешуи листьев, плотно упакованных в почковидную структуру на уплощенном стебле – донце. Все эти подземные образования накапливают питательные вещества, которые позволяют многолетним травам пережить неблагоприятный сезон и дать начало новым надземным побегам. Такие хранилища концентрированной органики намного облегчают и нашу жизнь: человек использует в пищу многие «корнеплоды» (картофель, лук, морковь, свеклу и т.п.) и размножает с их помощью продовольственные культуры (например, картофель – кусочками клубней с т.н. «глазками»). К корневищам близки по происхождению надземные усы, или столоны, – стелящиеся по земле видоизмененные стебли, способные укореняться и давать начало новым полноценным растениям.
Этот способ вегетативного размножения можно наблюдать, например, у земляники (Рейвн, Эверт, Айкхорн и др., 1990).
Экстремальные по своим условиям местообитания освоены цветковыми растениями, строение которых во многом отличается от типичного. Так, для пустынь характерны колючие кустарники с мелкими кожистыми листьями, а также кактусы и другие суккуленты, т.е. виды с мясистыми зелеными частями (у агав, например, это листья), которые содержат специальную водозапасающую ткань. У большинства кактусов листьев нет вообще, и функцию фотосинтеза выполняют стебли – таким способом удается снизить потери влаги при испарении. У подводных цветковых растений необходимость в ксилеме отпадает, и она обычно отсутствует: их стебли мягкие, а листья часто нитевидные или рассеченные на тонкие сегменты с упрощенной анатомией. Иногда все тело этих растений пронизано системой воздухоносных полостей: в них накапливаются участвующие в процессах жизнедеятельности газы (Блинова, Яковлев, 1990), такая воздухоносная ткань (аэренхима) свойственна и многим растениям, нижняя часть которых укореняется под водой, а верхняя плавает на поверхности или поднимается над ней, например камышам и кувшинкам.
Среди всех цветковых растений, вероятно, самые необычные насекомоядные или плотоядные, способные ловить мелких животных и использовать их в пищу. Такие виды известны в нескольких семействах, и ловчие приспособления у них разные. Так, род плотоядных растений семейства Росянковые (Droseraceae) удерживают неосторожных насекомых липким секретом множества железистых волосков, покрывающих верхнюю поверхность их листьев. Жертва не только прилипает к тем волоскам, к которым уже прикоснулась, но и вынуждает пригибаться к ней соседние волоски, что делает хватку поистине мертвой. У венериной мухоловки (Dionaea) листья состоят из двух половинок, которые резко захлопываются, когда добыча дотрагивается до специальных чувствительных волосков на их поверхности.
Края листьев несут торчащие вверх зубчики и, сближаясь, как решеткой отделяют ими жертву от внешнего мира. У видов Sarracenia, Darlingtonia и Nepenthes листовые пластинки превращены в ловчие кувшинчики, внутрь которых насекомых заманивают сладкие выделения. Вылезти назад жертве не позволяют направленные вниз шипики, перекрывающиеся чешуйки и т.п. выросты листа, так что в конце концов она тонет в скопившейся на дне ловушки жидкости, состоящей иногда в основном из дождевой воды. Согласно М.В. Горленко (1981),пузырчатка (Utricularia) – является подводным растением. На листьях которой находятся ловчие пузырьки с открывающимся только внутрь клапаном: в них попадают мелкие водные животные. По крайней мере некоторые из таких пузырьков выделяют сок, переваривающий белки жертвы. В результате насекомоядные растения, вероятно, менее, чем другие виды, зависят от почвенного неорганического азота, необходимого для синтеза их собственных белков.
1.3. Цветки
Цветковые растения размножаются различными способами: регенерируют из отделенных вегетативных частей (черенков, листьев, их кусочков и др.), образуют дочерние особи из корневищ, столонов, корней, луковиц, клубней и подобных им образований, но главный и уникальный для этой группы репродуктивный орган – цветок, строение которого, хотя и широко варьирует, подчиняется единому для всех видов принципу.
Цветок – это специализированный побег или, что более вероятно, система укороченных и тесно сближенных побегов, части которой образуют вокруг верхушки несколько концентрических кругов или спиралей. Снаружи обычно находится чашечка из зеленых чашелистиков, прикрывающих прочие части цветка в нераскрывшемся бутоне.
Как правило, ближе к центру располагается венчик из ярко окрашенных и приятно пахнущих лепестков. Оба этих круга образуют т.н. околоцветник. Еще ближе к центру находятся тычинки, и, наконец, непосредственно в нем – один или несколько пестиков. Это уже собственно репродуктивные части цветка – соответственно мужские и женские. Иногда в цветке отсутствуют чашечка, венчик, весь околоцветник, тычинки или пестики. Например, отдельный цветок злаков состоит из трех тычинок и одного пестика, окруженных жесткими чешуями, которые ни лепестками, ни чашелистиками, строго говоря, не назовешь. У дубов цветки двух типов: одни состоят из тычинок с чашелистиками, другие – только из пестиков. Однако в любом случае, чтобы цветок мог принимать участие в размножении, в нем должны быть тычинки или пестики; если ни тех ни других нет, он стерилен (Дубинин,1986). Впрочем, у некоторых видов стерильные цветки служат для привлечения опылителей (например, краевые «лепестки» в соцветиях подсолнечника), а человек специально выводит в декоративных целях «махровые» пионы, гвоздики и другие цветковые растения без тычинок и пестиков.
Опыление. Репродуктивная часть тычинки – ее головка, т.н. пыльник. Обычно он состоит из четырех расположенных бок о бок пыльцевых мешков. Созревая, они вскрываются продольными трещинами или округлыми порами и высвобождают пыльцу – множество крошечных, летучих или липких пыльцевых зерен.
Опыление ветром. Ветроопыляемые растения образуют огромные количества летучей пыльцы: большая ее часть теряется без пользы, и лишь отдельные пыльцевые зерна, случайно попав на рыльце пестика в цветке экземпляра того же вида, обеспечивают размножение.
Такой способ опыления характерен для многих деревьев (не только цветковых, но и хвойных), злаков, осоковых и некоторых хорошо известных сорняков, например полыни и амброзии. Их летучая пыльца способна вызывать сенную лихорадку, от которой страдают многие люди. Особенно опасна в этом смысле цветущая в конце лета амброзия.
Опыление насекомыми. Липкая пыльца может просто падать из пыльника на пестик, но чаще она переносится от цветка к цветку насекомыми (роль опылителей иногда играют также птицы и даже мелкие млекопитающие). Взаимоотношения цветковых растений с посещающими их цветки животными весьма интересны, и трудно объяснить их возникновение, не прибегая к понятию «цели». В результате часто можно слышать, что насекомые «ищут» вполне определенные цветки, а те, в свою очередь, «располагают» свои тычинки в расчете именно на данного гостя. Как бы там ни было, насекомых действительно привлекают к опыляемым цветкам их окраска и запах, не обязательно приятный. Мухи, например, летят на запах падали, распространяемый кирказоном и «скунсовой капустой» (симплокарпусом вонючим), а ночные бабочки реагируют на яркую белизну цветущих в сумерках видов. Проникая в цветок за пищей, опылитель невольно стряхивает на себя пыльцевые зерна и часть этой пыльцы может затем так же «нечаянно» оставить на рыльце пестика того же или другого цветка, не обязательно даже цветка этого же вида. Пищей таким насекомым служит либо сама пыльца, либо, в большинстве случаев, нектар – сладкая жидкость, образуемая различными по происхождению структурами – нектарниками и скапливающаяся в глубине венчика или в особых трубчатых лепестках – шпорцах, например у фиалок и живокости.
Обычно насекомоопыляемый цветок устроен так, что добираться до нектара приходится, задевая за тычинки, которые в ряде случаев снабжены специальными реагирующими на такое прикосновение механизмами.
Например, стенки пыльников могут находиться под давлением, как у кальмии (Kalmia): стоит до них дотронуться, как они взрываются и осыпают гостя пыльцевыми зернами.
Среди таких приспособлений наиболее удивительны те, что обеспечивают перекрестное опыление, т.е. перенос пыльцы на пестик цветка не того же самого экземпляра растения (это называется самоопылением), а другого. Перекрестное опыление выгодно тем, что повышает разнообразие представителей вида, а следовательно, и шансы этой таксономической группы в целом, на выживание. Впрочем, вопреки мнению Дарвина, самоопыление тоже не всегда ведет к деградации, и многие растения постоянно им пользуются. У некоторых цветки вообще не раскрываются, и пыльца попадает на пестик без какого-либо внешнего переносчика. Однако перекрестное опыление, по-видимому, распространено более широко, даже среди ветроопыляемых видов: у многих из них цветки бывают либо пестичными, либо тычиночными (однополыми), причем часто одни растения бывают чисто женскими, а другие – чисто мужскими.
Строение цветка и опыление. Во многих цветках тычинки созревают раньше или позже пестиков, так что самоопыление у них невозможно, однако пыльца может переноситься на другой экземпляр того же вида, пестики которого вполне готовы ее принять. Например, у шалфея (Salvia) сильно вытянутый и изогнутый коромыслом пыльник каждой тычинки напоминает рычаг: влезая в трубку венчика, насекомое неизбежно нажимает головой на его короткое плечо – длинное опускается, прикасается к спине насекомого и оставляет на ней порцию пыльцы.
В более старых цветках пыльники уже пусты, зато пестик выгибается дугой так, что его рыльце находится как раз там, где должна появиться запачканная пыльцой спина опылителя. Трубчатые цветки одного и того же вида первоцвета бывают двух типов: у одних экземпляров пыльники расположены выше устья трубки, а рыльце пестика – в глубине, у других – наоборот. Пролезая головой вперед в трубку за нектаром, насекомые в первом случае пачкают пыльцой только спину, а во втором – только голову и оставляют потом пыльцу соответственно только на длинных или только на коротких пестиках, т.е. уже на других растениях (Никитин, Панков и др., 1982).
У некоторых фиалок на одном и том же растении одни цветки хорошо заметные, способные только к перекрестному опылению, а другие мелкие, нераскрывающиеся – для них возможно только самоопыление; последние, кстати, более плодовиты. Самый сложный механизм, обеспечивающий перекрестное опыление, возник у большинства видов орхидей. В центре их цветка находится т.н. колонка из единственной тычинки, сросшейся с пестиком. Пыльцевые зерна объединены в мешковидные массы – поллинии. Каждая из них находится в специальном углублении и снабжена ножкой, конец которой связан с липким диском (прилипальцем). Прилипальце прикрепляется к посетившему цветок насекомому настолько точно, что вся масса пыльцы может оказаться только на рыльце пестика другого цветка того же вида.
1.4. Оплодотворение
Наиболее сложно устроенная часть цветка – пестик. Он состоит из одного или нескольких плодолистиков, на стенках которых находятся зачатки семян – семяпочки. Семяпочки сосредоточены в нижней вздутой части пестика, называемой завязью, а верхняя его часть образует более или менее обширную и липкую «посадочную площадку» для пыльцы – рыльце. Часто оно поднимается над завязью на стержневидном столбике. Попав на рыльце, пыльцевое зерно получает из него воду и питательные вещества и прорастает пыльцевой трубкой, которая проникает в завязь и, в конечном итоге, в семяпочку. Там она прорывается и высвобождает две мужские гаметы. Одна из них сливается с находящейся в семяпочке яйцеклеткой – происходит оплодотворение и возникает зигота, дающая начало новому растению. Из зиготы развивается зародыш, а из окружающих его тканей запас питательных веществ для него (во многих случаях это эндосперм) и защитная оболочка – семяпочка превращается в семя. Таким образом, оплодотворение и развитие семян происходят внутри завязи. Именно этой структуре цветковые растения, называемые также покрытосеменными, в основном и обязаны своим эволюционным успехом. Зародыш внутри семени может находиться в состоянии покоя многие недели, месяцы и даже годы: он защищен от внешних воздействий семенной кожурой и снабжен запасом пищи; при благоприятных условиях он начнет расти, за счет внутренних резервов быстро увеличивая в размерах свои зачаточные структуры, и превратится в проросток. Этот процесс называется прорастанием семени. Размеры семян у цветковых весьма разнообразны – от микроскопических у орхидей до огромных у кокосовой пальмы.
Одно растение может образовывать колоссальные их количества: подорожник и пастушья сумка – более пяти тысяч в год, полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris) – более миллиона. Некоторые семена съедобны, некоторые ядовиты, некоторые настолько тверды, что их не разрезать и ножом. Форма и окраска их самые разнообразные, они бывают гладкими и морщинистыми, липкими и волосистыми.
Семена содержат запас питательных веществ, широко используется человеком. Пшеничную муку, касторовое масло или, например, сахар, содержащийся в зернах сладкой кукурузы, – все это мы получаем из эндосперма семян. В других случаях запасные вещества находятся внутри самого зародыша, в его мясистых съедобных семядолях. Так, например, обстоит дело у сои, арахиса, фасоли и гороха, семена которых лишены эндосперма.
1.5.Плоды
Пока семена внутри завязи созревают, сама она также изменяется и превращается, иногда вместе с другими частями цветка, в плод. Стенка его, называемая околоплодником, может быть сочной, сухой, состоять из слоев различной консистенции и нести различные придатки. Разнообразие плодов настолько велико, как подчеркивает Э.И. Мюллер, А.Е. Леффлер (1995), а их происхождение и составные части так неоднородны, что не существует не только общепризнанной классификации, но даже и единого определения слова «плод».
Разнообразие плодов. Плод апельсина, называемый гесперидием или померанцем, и плод винограда – ягода – образуются только из завязи; плод вишни – костянка – тоже. В последнем случае и сочная съедобная часть, и твердая косточка – различные слои околоплодника, окружающие семя. Яблоко образовано завязью, погруженной в основание цветка – цветоложе – и сросшейся с ним. Сочной части этого плода соответствует именно цветоложе, а собственно завязи – только кожистый «огрызок». То, что принято называть плодом у шиповника, также цветоложе, разросшееся в мясистую кувшинчатую структуру, внутри которой находятся не семена (как принято считать), а множество орешков, сравнимых по природе с виноградинами или померанцами и содержащих по одному семени.
Таким образом, здесь можно говорить о сложном, или сборном, плоде – многоорешке. В образовании каждого орешка шиповника участвует один плодолистик, а каждого плода яблони и апельсина – несколько плодолистиков, сросшихся между собой в один пестик с многогнездной завязью. Съедобная часть «земляничины» также не соответствует завязи: это тоже разросшееся цветоложе, выпуклая поверхность которого покрыта не семенами, а развивающимися из отдельных плодолистиков орешками с семенами внутри. Опять перед нами многоорешек. В цветке малины, как и земляники, множество не сросшихся друг с другом плодолистиков, а значит, и завязей. Каждая из них дает начало маленькой сочной костянке, как у вишни, а все вместе они срастаются между собой в сборный, или сложный, плод – многокостянку. Плоды малины внешне очень похожи на соплодия шелковицы: разница в терминологии объясняется тем, что последние развиваются из завязей не одного цветка, а многих цветков, собранных в компактную кисть. Соплодие ананаса образуется аналогичным образом, однако съедобная его часть состоит не только из плотно упакованных производных многих цветков, но и из сросшихся с ними и ставших мясистыми вегетативных частей соцветия.
Из соцветий лопуха и дурнишника тоже образуются соплодия (многосемянки): они не сочные, а сухие, окруженные листочками обертки с цепкими крючками на верхушке каждого. Многие плоды мелкие и несъедобные, поэтому в просторечье их часто называют «семечками», хотя по происхождению они соответствуют целому апельсину или яблоку, а не только находящимся внутри них семенам. Более того, каждое «семечко», скажем, подсолнечника или одуванчика образовано не только семенами и завязью, но и другими частями мелких цветков этих растений. В частности, «парашютик» одуванчика по своей природе соответствует чашелистикам. Плоды грецкого ореха также неоднородны по происхождению: в их развитии участвует не только завязь, но и другие части цветка. Собственно говоря, это не орехи, а костянки, как у вишни или персика, только наружная мясистая часть плода при созревании высыхает и отваливается от косточки (Майр, 1974).
Эти примеры демонстрируют сложности, с которыми сталкиваются ботаники, пытаясь выработать классификацию плодов, учитывающую не только их окончательное строение, но и особенности формирования. Часто встречающееся в обиходе разделение плодов на овощи и фрукты вообще не имеет научного смысла. Более того, если «фрукт» в общепринятом понимании еще соответствует плоду, то к «овощам» относят не только плоды, но и другие съедобные части растений.
Семя. Важность всех описанных выше структур для вида можно понять, только если помнить, что внутри семени находится зародыш – зачаток нового поколения. Этому крошечному растению зачастую приходится долго пребывать в состоянии покоя, дожидаясь благоприятных для прорастания условий. Оно должно располагать запасом пищи, чтобы быстро пройти начальные стадии развития, которое, в свою очередь, возможно только там, где конкуренция со стороны растений его собственного и других видов не слишком велика. Твердая консистенция семенной кожуры, а иногда и околоплодника защищает зародыш в период покоя. Некоторые семена покрыты длинными волосками, как, например, у хлопчатника и ваточника, – это придает им летучесть, благодаря чему они могут разноситься ветром на большие расстояния. Другие несут на себе упругие выросты, позволяющие им «выпрыгивать» из плода. Способствуют рассеиванию семян и особенности строения некоторых плодов: крыловидные выросты, как у клена и ясеня, пушистые придатки, как у одуванчика и бодяка, или крючочки, цепляющиеся за покровы животных, как у череды или репейника. Сочные плоды часто склевываются птицами. Семена благодаря своим твердым оболочкам не перевариваются в их желудочно-кишечном тракте и попадают на землю с экскрементами иногда за многие километры от родительского растения. Даже если сочные плоды никто не съедает, они, разлагаясь, обогащают почву водой и питательными элементами, необходимыми для прорастания содержащихся внутри семян.
Зародыш. При всем многообразии размеров и форм семян цветковых растений строение зародыша в них следует единой принципиальной схеме, согласно натурным обследованиям (Полевой, 1983). На одном конце его стеблевидной оси находится зачаточный корешок, на другом – почечка с прилежащими к ней одним или двумя зародышевыми листочками – семядолями. Строение последних широко варьирует в зависимости от вида. У бобовых они занимают большую часть семени и в ходе его развития поглощают питательные вещества из эндосперма, который в конце концов исчезает.
У грецкого ореха они очень морщинистые и соединены тонкой перемычкой. У злаков, лилейных, пальм и многих других семейств семядоля всего одна: иногда она образует широкий щиток, отгораживающий зародыш от эндосперма, иногда представляет собой лишь выступающий над почечкой шипик. Мясистые семядоли бобовых содержат запас пищи; семядоля-щиток злаков выделяет ферменты, которые переваривают эндосперм и снабжают развивающийся зародыш питательными веществами. Многие семядоли плоские, листовидные, различным образом сложенные внутри семени, а
и т.д.................
В.А. ДЕМИДОВ,
преподаватель химии
и биологии МОУ СОШ,
с. Синегорье,
Нагорский р-н,
Кировская обл.
Ботаника в таблицах, схемах, тестах и терминах
В последнее время во многих вузах страны на вступительных экзаменах достаточно широко практикуется тестовая форма проверки знаний учащихся. С одной стороны это хорошо – ведь экзамен «принимает» компьютер, что сводит на нет предвзятость и субъективизм, свойственный человеку. С другой стороны, тестовая форма проверки знаний требует навыков работы на компьютере. Общение с машиной требует от абитуриента собранности, умения организовать работу так, чтобы за сравнительно небольшое время, отводимое на тестирование, показать уровень знаний. Поэтому тестирование зачастую не отражает истинного уровня знаний, и некоторые вузы пошли по пути введения двойного вступительного экзамена, один из которых принимает человек, а другой состоит в тестировании на компьютере.
Предлагаемое пособие содержит теоретический материал по школьному курсу ботаники в сжатой форме, что облегчит подготовку абитуриента к экзамену и освободит его от штудирования большого объема материала в школьных учебниках. По всем основным разделам курса ботаники в пособии приведены тесты, содержащие по 4 варианта ответа на каждый вопрос, из которых лишь один верный (верные ответы также приведены в пособии). Проблемные и познавательные вопросы с подробными ответами, приведенные в пособии, существенно расширят кругозор абитуриента, позволят не растеряться на устном экзамене и дать исчерпывающий ответ на самый каверзный и узкоспециальный вопрос по курсу ботаники.
Пособие будет полезно, в первую очередь, абитуриентам и учащимся старших классов при подготовке к олимпиадам, смотрам, викторинам всех уровней, а также учителям, ведущим занятия в классах с углубленным изучением биологии. Материалы пособия могут быть использованы на кружковых и факультативных занятиях. Раздел 1. Теоретический материал по школьному курсу ботаники
Таблица 1. Строение растительной клетки
|
Название органеллы |
Особенности строения и выполняемые функции |
|
Хлоропласт |
Органелла, в которой происходит фотосинтез. Имеет двойную мембрану и сложную внутреннюю мембранную структуру (тилакоиды). Является разновидностью пластид. Все пластиды развиваются из пропластид – относительно мелких бесцветных или бледно-зеленых органелл |
|
Хромопласт |
Хромопласты развиваются из хлоропластов и лейкопластов в результате внутренней перестройки. Имеют двойную мембрану, но в отличие от лейкопластов и хлоропластов не имеют внутренней мембранной структуры. Желтая, оранжевая или красная окраска хромопластов обусловлена наличием каротиноидных пигментов. Больше всего их содержится в клетках цветочных лепестков и кожуры фруктов |
|
Лейкопласт |
Третий вид пластид. Имеет двойную мембрану и внутреннюю мембранную структуру (немногочисленные тилакоиды). Среди лейкопластов выделяют амилопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, и элайопласты (липидопласты), которые синтезируют жиры |
|
Занимает до 90% объема зрелой клетки растений. Заполнена клеточным соком, в котором растворены соли, сахара и органические кислоты. Вакуоль помогает регулировать тургор клетки. Содержит антоцианин – пигмент, окрашивающий лепестки цветков в красный, синий и пурпурный цвета, а также ферменты, участвующие в повторном использовании компонентов клетки, например хлоропластов. Мембрана вакуоли называется тонопластом |
|
|
Микротрубочки |
Трубочки около 25 нм в диаметре, состоящие из белка тубулина. Расположены около плазматической мембраны и участвуют в отложении целлюлозы на клеточные стенки. Участвуют в перемещении в цитоплазме различных органелл, например пузырьков Гольджи и хлоропластов. При делении клетки микротрубочки составляют основу структуры веретена деления |
|
Плазматическая мембрана (плазмалемма, наружная мембрана клетки ЦПМ) |
Мембрана (от лат. membrana – кожица, оболочка, перепонка) – тонкая оболочка, отделяющая клетку от внеклеточной среды или от клеточной стенки. Состоит из липидной пленки со встроенными в нее белками, которые могут располагаться на поверхности мембраны или пронизывать ее насквозь. Мембрана обеспечивает избирательное проникновение в клетку и выход из клетки различных веществ |
|
Гладкий эндоплазматический ретикулум (гладкий ЭПР) |
Осуществляет синтез и выделение липидов |
|
Окружено ядерной оболочкой и содержит генетический материал – ДНК со связанными с ней белками гистонами (хроматин). Ядро, регулируя синтез белков, контролирует жизнедеятельность клетки. Ядрышко – место синтеза молекул транспортной РНК, рибосомальной РНК и рибосомных субъединиц |
|
|
Аппарат Гольджи (диктиосома) |
Некоторые белки сразу после синтеза поступают в аппарат Гольджи, где обрабатываются ферментами. В нем синтезируются полисахариды, которые в виде пузырьков и перемещаются к плазматической мембране для последующего включения в состав клеточной стенки |
|
Митохондрия |
Содержит ферменты для синтеза АТФ в ходе окислительного фосфорилирования. Этих органелл очень много в клетках-спутниках ситовидных трубок, в эпидермальных клетках корня и в клетках меристем, осуществляющих рост растения |
|
Шероховатый эндоплазматический ретикулум (шероховатый ЭПР) |
Служит для синтеза белков (в рибосомах, прикрепленных к его мембране), их накопления и преобразования для выделения из клетки наружу (секреции). Осуществляет компартментацию клетки |
|
Плазмодесмы |
Мельчайшие цитоплазматические каналы, которые пронизывают клеточные стенки и объединяют протопласты соседних клеток. Симпласт состоит из объединенного множества протопластов. По нему перемещаются вода и растворы в теле растения. Эта система межклеточной цитоплазматической связи позволяет растению выжить в засушливый период. Посредством плазмодесм соединяются полости ЭПР смежных клеток |
|
Клеточная стенка |
Состоит из длинных молекул целлюлозы, собранных в пучки, называемые микрофибриллами, которые скручиваются, подобно канату, в макрофибриллы. Макрофибриллы внедрены в матрикс, состоящий из клейких пектинов и гемицеллюлозы. В клетке может быть вторичная клеточная стенка. Вторичная клеточная стенка нарастает с внутренней стороны первичной стенки. Часто вторичная стенка пропитывается лигнином или суберином, которые придают водонепроницаемость эндодерме, а также феллеме (пробке). Первичная клеточная стенка образуется первой на плазмолемме. Срединная пластинка содержит клейкие вещества и пектат кальция, скрепляет стенки соседних клеток. Механическая прочность клеточной стенки позволяет клеткам поддерживать избыточное внутреннее давление – тургор. Система связанных друг с другом клеточных стенок, по которой в растении транспортируется большая часть воды в виде растворов, называется апопластом. Он пронизывает все тело растения |
Таблица 2. Ткани растительного организма
|
Название ткани |
Строение |
Местонахождение |
Функции |
|
Образовательная ткань (меристема) |
|||
|
Первичная |
Живые паренхиматические тонкостенные клетки |
Конус нарастания побега, кончик корня, основание листовой пластинки, междоузлия злаков |
Рост органов в длину, образование других тканей, вегетативных органов |
|
Основная ткань |
|||
|
Ассимиляционная (хлоренхима) |
Живые, чаще рыхло расположенные тонкостенные клетки с хлорофиллом |
Мякоть листа, зеленые травянистые стебли |
Фотосинтез, газообмен |
|
Покровная ткань |
|||
|
Кожица (эпидермис) |
Плотно расположенные живые клетки с утолщенной наружной стенкой. Содержит устьица (две замыкающие клетки, между которыми расположена устьичная щель) |
Поверхность листьев, травянистых зеленых стеблей, все части цветка |
Защита от высыхания, проникновения микроорганизмов, транспирация и газообмен. |
|
Проводящая ткань |
|||
|
Древесина (ксилема) |
Состоит из полых трубок – капилляров с одревесневшими стенками и мертвым протопластом – сосуды и трахеиды |
В стебле, корне, жилках листьев. Обеспечивает вертикальный восходящий ток воды и минеральных солей |
Проведение воды и минеральных солей из почвы в растение, опора для клеток древесины |
|
Выделительная ткань |
|||
|
Железистые волоски, нектарники |
Живые клетки, заполненные жидким секретом веществ, исключенных из обмена |
Поверхность некоторых листьев и стеблей, цветок |
Защита от испарения, поедания животными, привлечение опылителей |
|
Механическая ткань |
|||
|
Волокна |
Длинные клет ки с толстыми одревесневающими стенками, могут быть мертвыми и живыми |
Окружают проводящие пучки, расположенные в древесине и коре стеблей, корней, листьев, корневищ, в плодах |
Выполняют опорную (скелетную) функцию |
Таблица 3. Отличительные признаки одно- и двудольных растений
|
Признаки |
Однодольные |
Двудольные |
|
Корневая система |
Мочковатая, главный корень рано отмирает |
Стержневая, хорошо развит главный корень |
|
Травянистый, не способен к вторичному утолщению, ветвится редко. Проводящие пучки без камбия, разбросаны по всему стеблю |
Травянистый или деревянистый, способен ко вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки имеют камбий, расположены одним большим массивом в центре стебля или имеют вид кольца |
|
|
Простые, цельнокрайние, обычно без черешка и прилистников, часто с влагалищем, параллельным или дуговым жилкованием. Расположение листьев двухрядное |
Простые или сложные, края рассеченные или зубчатые, часто с черешком, прилистниками, сетчатым или пальчатым жилкованием. Расположение листьев супротивное, очередное |
|
|
Трехчленный, реже двух- или четырехчленный |
Пяти-, реже четырехчленный |
|
|
Опыление |
Большинство растений опыляются ветром |
Большинство растений опыляются насекомыми |
Таблица 4. Вегетативные органы цветкового растения
|
Орган |
Функции |
Внешнее строение |
Внутреннее строение |
|
Укрепляет растение в почве; всасывает из почвы воду с минеральными солями; синтезирует органические вещества; запасает питательные вещества; обеспечивает связь растения с обитателями почвы (бактериями, грибами); осуществляет вегетативное размножение растения |
Различают главные, боковые и придаточные корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка семени, боковые – от главного, придаточные – от стеблей, листьев. Совокупность корней растения – корневая система. Известно два типа корневых систем: стержневая (выделяется главный корень), мочковатая (много придаточных и боковых корней). Видоизменения: корнеплоды (морковь, репа); корнеклубни (георгин, батат); ходульные корни (панданус); воздушные корни (орхидеи); корни-присоски (плющ, сциндапсус) |
На кончике молодого корня выделяют зоны (участки): чехлик (покровная ткань); зона деления (активно делящиеся клетки образовательной ткани); зона роста (клетки растут за счет увеличения размеров вакуолей); зона всасывания (покровная ткань представлена корневыми волосками – клетками, поглощающими воду и минеральные соли); зона проведения и ветвления (представлена сосудами и ситовидными трубками, расположенными в центре – осевом цилиндре; за счет камбия этой зоны формируются боковые корни) |
|
|
Выносит листья к свету; связывает надземную и подземную части растения; придает растению механическую прочность, т.е. является опорой; проводит органические и неорганические вещества; осуществляет фотосинтез (только зеленые травянистые стебли); участвует в вегетативном размножении |
Стебель, несущий листья и почки, называют побегом. Развивается побег из ростовой почки зародыша семени. В зависимости от положения в пространстве стебли подразделяют на прямостоячие, ползучие, лежачие, вьющиеся, лазающие. По форме поперечного среза стебли могут быть цилиндрические, трехгранные, четырехгранные, сплюснутые, крылатые. По консистенции: деревянистые и травянистые. Побеги могут быть удлиненные и укороченные. Любой побег обеспечивает нарастание и ветвление. Нарастание и ветвление побегов связано с развертыванием почек (почка – зачаточный побег). Видоизменения: подземные (корневище, луковица, клубень); надземные (колючки, усики, филлокладии) |
Стебель древесных растений имеет кольцевое расположение основных элементов коры (состоит из эпидермиса, пробки и луба с паренхимой; луб состоит из лубяных волокон и ситовидных трубок); камбия (слой активно делящихся клеток, за счет которых стебель растет в толщину); древесины (состоит из древесных волокон и сосудов); сердцевины (состоит из клеток основной ткани, выполняющих запасающую функцию). От сердцевины к коре тянутся сердцевинные лучи. В древесине видны годичные кольца – чередование ранней и поздней древесины, связанное с неравномерным делением камбия по сезонам года |
|
|
Синтез на свету из углекислого газа и воды органических веществ (фотосинтез); газообмен; испарение воды с целью охлаждения (транспирация); запасание питательных веществ; участие в вегетативном размножении (бегония, сенполия) |
Лист состоит из листовой пластинки, черешка (черешковые листья) и основания. Если черешка нет – лист сидячий. Порядок размещения листьев на побеге – листорасположение (очередное, мутовчатое, супротивное). Лист с одной листовой пластинкой – простой, с несколькими (листочками) – сложный. По форме простые листья подразделяют на: цельные, лопастные, разделенные, рассеченные, овальные, округлые, линейные, стреловидные. По характеру края листовой пластинки листья бывают: цельнокрайние, пильчатокрайние, выемчатокрайние, городчатокрайние. Сложные листья: тройчатые, парноперистые, непарноперистые и пальчатые. Листья различаются порядком расположения жилок (жилкованием): сетчатое с пальчатым (клен) и перистым (дуб) расположением жилок, параллельное (рожь) и дуговое (ландыш). Видоизменения: колючки, усики, чешуйки, ловчие листья, части цветка (лепестки, чашелистики, тычинки, пестики) |
Сверху листовая пластинка покрыта кожицей (эпидермис), выполняющей защитную функцию; нижний эпидермис имеет устьица, может нести защитные волоски (крапива) или быть покрытым восковым налетом (фикус). Между верхним и нижним эпидермисом расположен мезофил – основная ткань, состоящая из плотно прижатых клеток – столбчатая ткань (фотосинтез) и рыхло расположенных клеток – губчатая ткань с воздухоносными полостями (газообмен). Клетки мезофилла содержат хлоропласты. В основной ткани расположены жилки – проводящие пучки, состоящие из сосудов, ситовидных трубок и механических волокон. Камбия в жилках у большинства растений нет. Жилки выполняют проводящую и опорную функции. При старении и отмирании листьев происходит изменение их цвета (разрушается хлорофилл, и становятся видимыми желтые и оранжевые пигменты листа) и накопление в тканях солей щавелевой кислоты |
Схема 5. Цикл развития цветкового растения
|
Семя |
|
|
Проросток |
|
|
Зрелое цветущее растение (спорофит) (2 n ) |
|
|
Зигота (2n) |
Эндосперм (3n) |
|
Семя, находящееся внутри плода |
|
Таблица 11. Основные признаки семейств цветковых растений
|
Название семейства, |
Формула цветка |
Соцветие |
Плод |
Особенности строения вегетативных органов |
Представители и их практическое применение |
|
Класс Двудольные |
|||||
|
Крестоцветные (капустные), 3 тыс |
Ч 2+2 Л 2+2 Т 2+4 П 1 |
Стручок, стручочек |
Стебли часто укороченные (розеточные), листья простые цельные или рассечённые; видоизменения корней – корнеплоды (редис, редька) |
Овощные: капуста, редис, редька, хрен, репа. Масличные: рапс, горчица. Лекарственные: икотник, пастушья сумка. Декоративные: левкой, луннария. Сорные: дикая редька, ярутка полевая |
|
|
Розоцветные (розовые), 3 тыс. |
Ч 5 Л 5 ТҐПҐ |
Кисть, простой зонтик, щиток |
Костянка, яблоко или яблочко, многоорешек, фрага |
Стебли часто с шипами, побеговыми колючками, листья простые и сложные с прилистниками |
Плодово-ягодные: яблоня, груша, слива, вишня, миндаль, малина, клубника. Лекарственные: лапчатка, манжетка, шиповник, рябина. Декоративные: спирея, боярышник |
|
Бобовые, 18 тыс. |
Ч 5 Л 1+2+(2) Т (9)+1 П 1 |
Кисть, головка |
Стебли часто травянистые лианы, листья перисто-сложные с крупными прилистниками, тройчатосложные; листья могут быть видоизменены в усики |
Пищевые: горох, бобы, фасоль, чечевица, соя, арахис. Кормовые: клевер, люпин, люцерна, вика. Лекарственные: донник, дрок, термопсис |
|
|
Паслёновые, 2,5 тыс. |
Ч (5) Л (5) Т (5) П 1 |
Кисть, завиток, метёлка |
Ягода, коробочка |
Стебли вильчатого ветвления, листья простые; некоторые имеют клубни – видоизменённые побеги |
Овощные: картофель, перец, баклажан, помидор. Технические: табак, махорка. Лекарственные: белена, дурман, паслён, беладонна. Декоративные: петунья, душистый табак |
|
Сложноцветные |
Цветки 4 типов: вместо чашечки – плёнки или хохолки. |
Кисть, завиток, метёлка. Корзинка |
Семянка, часто с хохолком, парусом или с шипиками |
Стебли часто укороченные (розеточные), листья простые и сложные |
Масличные и овощные: подсолнечник, топинамбур. Лекарственные: пижма, тысячелистник, календула, череда, ромашка |
|
Класс Однодольные |
|||||
|
Злаковые (мятликовые), 10 тыс. |
О 2+(2) Т 3 П 1 |
Сложный колос, султан, метёлка, початок |
Зерновка с крахмалистым эндоспермом |
Стебель соломина, полый внутри междоузлий, со вздутыми узлами; листья сидячие с влагалищем, цельнокрайние, простые, линейные с параллельным жилкованием |
Зерновые: пшеница, рожь, ячмень, овёс, рис, просо, сорго. Технические: сахарный тростник. Кормовые: тимофеевка, костёр, мятлик. Сорные: пырей, щетинник |
|
Лилейные 1 , 3 тыс. |
О 3+3 Т 3+3 П (3) |
Зонтик, кисть, метёлка |
Коробочка, ягода |
Практически все представители имеют видоизменённые побеги: корневище или луковицу. На поверхности почвы появляются только цветоносы: листья простые, цельные, линейные или овальные, с параллельным или дуговым жилкованием |
Овощные: лук, чеснок, спаржа. Лекарственные: ландыш, купена, чемерица, алоэ. Декоративные: лилия, тюльпан |
Таблица 12. Сравнительная характеристика классов цветковых растений
|
Сравниваемые признаки |
Класс Двудольные |
Класс Однодольные |
|
Зародыш семени |
Имеет две семядоли – зародышевые листья |
Имеет одну семядолю |
|
Корневая система |
Стержневого типа, состоит из главного, бокового и придаточных корней |
Мочковатого типа, состоит в основном из придаточных и боковых корней |
|
По мере роста утолщается за счёт деления камбия – кольца боковой меристемы; проводящие пучки открытого типа (имеют камбий) расположены в стебле упорядоченно |
По мере роста не утолщается, так как камбий отсутствует; проводящие пучки закрытого типа (не имеют камбия), расположены в стебле беспорядочно |
|
|
Простые и сложные различной формы, черешковые и сидячие, часто с прилистниками; жилкование сетчатое с пальчатым или перистым расположением жилок |
Простые линейной, овальной, ланцетной формы, цельнокрайние сидячие и влагалищные с параллельным и дуговым жилкованием |
|
|
Четырёхчленные или пятичленные с двойным околоцветником, чаще насекомоопыляемые |
Трёхчленные (реже четырёхчленные) с простым околоцветником, чаще самоопыляемые и ветроопыляемые |
|
|
Жизненная форма |
Деревья и кустарники, однолетние, двулетние и многолетние травы |
Однолетние и многолетние травы (исключение – древовидные алоэ, пальмы) |
|
Число видов и семейств |
180 тыс. видов, 370 семейств |
60 тыс. видов, 60 семейств |
Таблица 13. Общая характеристика бактерий
|
Форма клеток и размеры |
Особенности клеточного строения |
Питание и дыхание |
Размножение и спорообразование |
Представители |
|
Сферические (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы); могут образовывать колонии: нить из шариков (стрептококк), «виноградная гроздь» (стафилококк). Размеры в пределах 0,1 – 10 мкм (1мкм = 10-6 м). Впервые описал бактерии зубного налёта А.Левенгук в 1683 г. |
Прокариотические (доядерные) одноклеточные или колониальные клетки имеют клеточную стенку из белка муреина и слизистую капсулу из полисахаридов; в цитоплазме расположен нуклеоид (ядерная зона) с кольцевой молекулой ДНК (плазмиды); в цитоплазме также есть рибосомы, фотосинтетические мембраны (только у автотрофных фотосинтезирующих) и мезосома (органелла дыхания); оболочка клеток может иметь выросты – жгутики и пили (органеллы движения) |
Размножаются только бесполым путём, прямым делением на двое (амитоз), происходящим при благоприятных условиях каждые 20 мин; бесполому размножению может предшествовать половой процесс (конъюгация, трансдукция или трансформация), приводящие к генетической рекомбинации дочерних клеток. При неблагоприятных условиях (отсутствие влаги, пищи, положительной температуры и др.) переходят к спорообразованию: из одной клетки образуется одна крупная эндоспора, покрытая толстой защитной оболочкой, способная выдерживать, высушивание, кипячение, замораживание и др. |
Обеспечивают круговорот веществ в природе и участвуют в образовании перегноя – плодородного слоя почвы (бактерии гниения); связывают атмосферный азот в виде доступных для растений нитратов и нитритов (клубеньковые бактерии). Используются в промышленности для получения простокваши, йогурта, силоса (молочнокислые бактерии), антибиотиков (актиномицеты, стрептомицеты), кормового белка (водородные бактерии). Возбудители опасных заболеваний человека (чума, холера, дифтерия, ангина и др.), животных и растений (ожог коры яблонь) |
Таблица 14. Характеристика основных представителей грибов
|
Представители |
Особенности строения |
Способ питания |
Особенности размножения |
Значение |
|
Плесневые грибы: мукор, или «белая плесень» |
Грибница (мицелий) бесцветный, многоядерный с ризоидами, на мицелии развиваются спорангии на ножках |
Сапрофит (питается мёртвыми органическими веществами). Развивается на хлебе |
При помощи спор, образующихся в шаровидных чёрного цвета спорангиях; при истощении питательной среды переходит к половому размножению |
Порча пищевых продуктов |
|
Пеницилл, или «зелёная плесень» |
Мицелий многоклеточный, зеленоватый, с перегородками между клетками; на концах нитей мицелия (гифы) образуются кисточки (конидии), несущие споры |
Сапрофит. Развивается на овощах, фруктах, варенье |
При помощи спор, образующихся на конидиях; при истощении питательной среды переходит к половому размножению |
Клетки мицелия вырабатывают пенициллин – антибиотик, подавляющий рост бактерий стафилококков. Открыл это семейство А.Флеминг в 1929 г. |
|
Дрожжевые грибы: хлебные дрожжи |
Одноклеточные микроскопические, не имеющие мицелия, образующие колонии из овальных клеток |
Сапрофиты. Питаются путём сбраживания сахаров в спирт и углекислый газ с выделением тепла |
При благоприятных условиях размножаются вегетативно – почкованием; при истощении питательной среды переходят к половому размножению |
Известны только в культуре, широко используются в хлебопечении |
|
На мицелии, развивающемся в колосьях хлебных злаков, вырастают тёмные рожки, содержащие ядовитые вещества – галлюциногены |
Споры гриба разносятся насекомыми, привлечёнными выделенной грибом сахаристой жидкостью «медвяной росой» |
Мука, приготовленная из заражённых колосьев, может быть причиной сильного отравления, сопровождающегося гангреной и судорогами |
||
|
Мицелий развивается внутри побегов растений, выросших из заражённых семян; образующиеся колосья приобретают «обугленный» вид, так как мицелий к моменту их созревания распадается на споры |
Споры гриба в момент цветения злаков разносятся ветром и, попадая на пестики цветков, заражают новые растения |
Вызывает заболевание злаков – пыльную, пузырчатую, стеблевую и твёрдую головню |
||
|
Шляпочные грибы: белый гриб, подберёзовик, подосиновик, сыроежки, лисички и др. |
На многоклеточном мицелии в благоприятных условиях (тепло, влага) развиваются плодовые тела (спорофоры), состоящие из шляпки и ножки; на нижней стороне шляпки в спороносном слое (гименофор) трубчатого или пластинчатого вида развиваются споры |
При помощи спор; при помощи гамет, образуемых на концах мицелия; вегетативно; при помощи кусочков грибницы |
Разрушают древесину (трутовики, опята); используются в пищу человеком и животными |
Схема 6. Схема биологической системы растений (основные таксономические единицы)
Таблица 15. Общая характеристика лишайников
|
Местообитание и представители |
Внешнее |
Внутреннее |
Питание и размножение |
Значение в природе и жизни человека |
|
На камнях (графис, леканора), на стволах и ветвях деревьев (пармелия, уснея), на почве (кладония, цетрария), на обработанной древесине (рамалия, алектория), в воде (гидротирия, дермакарпон) |
По внешнему виду слоевища различают: накипные, или корковые (графис), листовые (пармелия), кустистые (кладония) |
Слоевище состоит из верхней и нижней коры, сердцевины, образованной гифами гриба, и слоя клеток водорослей (гонидиальный слой) |
Водоросль снабжает лишайник органическими веществами, образованными при фотосинтезе, а гриб – минеральными солями и водой. Размножается вегетативно кусочками слоевища, группами клеток, оплетённых гифами гриба, выдуваемыми через отверстия в коре (соредии) |
Разрушают горные породы и образуют почвенный слой (пионеры растительности). Слагают напочвенный покров тундры и служат пищей северным оленям (ягель). Используются в промышленности для фиксации запаха духов, получения красителей, индикаторов и др. |
Таблица 16. Основные жизненные формы (по К.Раункиеру)
|
Жизненная форма |
Характеристика |
Примеры растений |
|
Фанерофит |
Растения, у которых почки возобновления находятся на некотором расстоянии от поверхности почвы (выше 25 см). Эта жизненная форма растений абсолютно доминирует (96%) во влажных тропических лесах (гилеях), а также значительно представлена в субтропических лесных формациях (65%) |
Сосна сибирская, клён ясенелистный, берёза повислая, ольха клейкая |
|
Низкорослые суккуленты, травы (стелющиеся), почки возобновления которых расположены низко над поверхностью почвы (ниже 25 см). Встречаются в тундрах, высокогорьях и аридных районах |
Брусника, черника, вереск, касандра |
|
|
Гемикриптофит |
Растения, у которых почки возобновления в неблагоприятный для вегетации период года сохраняются на уровне почвы и защищены отмершими листьями или снежным покровом. Преобладает в составе растительности тундры (60%) и степей (63%) |
Лютик едкий, одуванчик лекарственный, колокольчик раскидистый, некоторые злаки |
|
Криптофит |
Многолетние травянистые растения, у которых почки возобновления закладываются в луковицах, клубнях, корневищах и находятся в почве, благодаря чему они защищены от прямого воздействия среды. Надземные органы этих трав отмирают с наступлением периода, неблагоприятного для вегетации, и восстанавливаются в дальнейшем из скрытых под землёй почек возобновления, имеющихся на корневищах и других многолетних подземных органах растений |
Ветреница лютичная, тюльпан, гусиный лук |
|
Однолетние растения, полностью отмирающие к зиме, но сохраняющие жизнеспособные семена. Эти однолетние травы господствуют в полупустынях и пустынях (73%), в сухих степях |
Мак самосейка, марь белая, желтушник левкойный, икотник серый |
Таблица 17. Основные растения – индикаторы загрязнения атмосферного воздуха
|
Компоненты загрязнения |
Важнейшие древесные породы |
Сельскохозяйственные и декоративные растения |
|
Диоксид серы |
Ель (европейская, сербская), пихта европейская, сосна обыкновенная, ясень американский |
Пшеница, ячмень, люцерна, клевер, хлопчатник, фиалки |
|
Фтористый водород |
Ель европейская, пихта европейская, орех грецкий |
Виноград, абрикос, гладиолус, ландыш, нарцисс, тюльпан, рододендрон |
|
Граб обыкновенный, липа сердцевидная |
Сельдерей, махорка |
|
|
Хлористый водород |
Ель европейская, лиственница европейская, лещина обыкновенная, ольха клейкая |
Фасоль, шпинат, редис, смородина, клубника |
|
Сосна Веймутова |
Табак, картофель, соя, томаты, цитрусовые |
|
|
Тяжёлые металлы |
Тсуга канадская, вяз гладкий |
Овсяница, орхидеи, бромелиевые |
Таблица 18 Распространение семян и плодов растений
|
Способ распространения |
Особенности способа |
Примеры растений |
|
Зоохория |
А. Эктозоохория – распространение плодов, семян, спор растений и грибов путём прикрепления к шкуре, покровам животных. Б. Эндозоохория – распространение плодов, семян, спор растений и грибов после поедания и прохождения желудочно-кишечного тракта животных. В. Синзоохория – распространение плодов, семян, спор растений и грибов животными при формировании ими запасов на неблагоприятный период времени |
Череда, репей, подмаренник цепкий, гравилат речной Черёмуха, черника, малина, костяника, смородина Кедр, боярышник, лещина |
|
Энтомохория |
Распространение плодов, семян, спор растений и грибов насекомыми |
Копытень, грушанка, фиалка (распространяются муравьями) |
|
Гидрохория |
Распространение плодов, семян, спор растений и грибов водой |
Ольха, некоторые виды пальм |
|
Анемохория |
Распространение плодов, семян, спор растений и грибов воздушными потоками |
Клён, хвойные, одуванчик, золотарник |
|
Автохория |
Распространение плодов, семян, спор растений и грибов саморазбрасыванием |
Бешеный огурец, акация, недотрога |
|
Барохория |
Распространение плодов, семян, спор растений и грибов под действием на них силы тяжести |
Дуб, некоторые виды пальм |
|
Антропохория |
Распространение плодов, семян, спор растений и грибов человеком |
Рожь, пшеница, овёс, ячмень |
Таблица 19. Сравнительная характеристика эукариотических клеток различных типов
|
Признаки |
||||
|
растений |
Животных |
|||
|
Клеточная стенка Крупная вакуоль Хлоропласты Способ питания Центриоли Резервный питательный углевод |
У многих имеется Бывает редко Бывают часто Авто- и гетеротрофное Бывают часто Крахмал, гликоген, парамилон, хризоламинарин |
В основном из хитина Гетеротрофное Бывают редко Гликоген |
Из целлюлозы Автотрофное Только у некоторых мхов и папоротников |
Гетеротрофное Гликоген |
Таблица 20. Важнейшие химические элементы клетки
|
Примерное |
Значение для клетки |
||
|
Кислород |
Входит в состав воды и органических веществ |
||
|
Входит в состав всех органических веществ |
|||
|
Компонент воды и органических веществ |
|||
|
Входит в состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, АТФ, хлорофилла, витаминов |
|||
|
Входит в состав клеточной стенки |
|||
|
Входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ |
|||
|
Входит в состав аминокислот, витамина В 1 и некоторых ферментов |
|||
|
Содержится в клетке только в виде ионнов, участвует в процессах фотосинтеза |
|||
|
Содержится в клетке только в виде ионнов |
|||
|
Входит в состав хлорофилла, активирует энергетический обмен |
|||
|
Участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза |
|||
|
Участвует в процессе фотосинтеза |
|||
|
Марганец |
Участвует в ассимиляции азота при фотосинтезе |
||
|
Молибден |
Участвует в процессах связывания атмосферного азота и в процессе фотосинтеза |
||
|
Участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями, входит в состав витамина В 12 |
|||
|
Влияет на ростовые процессы растений |
|||
|
Участвует в синтезе растительных гормонов (ауксинов) и спиртовом брожении |
Таблица 21. Сравнение биомассы растительных и животных организмов Земли
Схема 7. Родственные связи основных групп высших растений
Термины
АВТОТРОФЫ (от греч. autos – сам + tropfos – пища, питание) – организмы обладающие способностью синтезировать органические вещества из неорганических, используя для этого световую энергию солнца или энергию химических связей. В зависимости от источника энергии различают две группы автотрофов – фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.
АГРОБИОЦЕНОЗ (от греч. аgros – поле + bios – живое + koinos – общий, сообщество) – искусственно созданное человеком сообщество растений, животных, микроорганизмов и грибов, предназначенное для получения сельскохозяйственной продукции. Основными доминантами агробиоценоза являются культивируемые растения, при этом чаще растительный покров образован одним видом и одним сортом культурных растений (принцип монокультуры).
АДВЕНТИВНЫЕ ВИДЫ (от лат. adventus – пришествие) – пришлые, ранее не встречавшиеся на данной территории виды (главным образом растения), занесённые человеком, ветром, водой и другими агентами. В ряде случаев могу достигать полной натурализации, т.е. входить в состав природных сообществ.
АЗОТФИКСАЦИЯ – процесс связывания атмосферного азота и перевода его из недоступной для большинства организмов молекулярной формы N 2 в связанное состояние (NH 3 , NH 4 +), после чего становится возможным его включение в состав органических соединений. Осуществляется бактериями, имеющими особый мультиферментный комплекс – нитрогеназу. Азотфиксаторами являются как свободноживущие (многие цианобактерии, азотобактерии, клостридии), так и симбиотические (ризобиум) виды.
АЛЛЕЛОПАТИЯ (от греч. allelon – взаимно + pathos – страдание) – один из частных случаев антибиотических отношений. Взаимное или однонаправленное пагубное воздействие через среду обитания одних растений на другие. При этом одно (объект воздействия) или оба растения проявляют признаки угнетения. В ряде случаев подобные пагубные воздействия могут привести к гибели растения. «Отравление среды обитания» осуществляется посредством выделения растениями некоторых токсичных метаболитов (продуктов метаболизма). Среди последних различают: колины (выделяются в случае влияния высших растений на высшие растения), фитонциды (при влиянии высших растений на низшие растения), маразмины (при влиянии низших растения на низшие) и антибиотики (при влиянии низших растений, грибов и микроорганизмов на представителей этих же групп).
АНДРОЦЕЙ (от лат. andros – мужской + keinos – собрание) – совокупность тычинок в цветках покрытосеменных растений. Это понятие часто используется при описании строения цветка: учитывается число, расположение, степень сращения тычинок.
АНЕМОФИЛИЯ (от греч. anemos – ветер + philia – любовь) – перекрестное опыление растений с помощью ветра. Анемофильные цветки обычно невзрачны, с более или менее редуцированными околоцветниками, без запаха, не имеют нектара, с развитыми (часто перистыми или разветвленными) рыльцами пестиков, крупными пыльниками на длинных тычиночных нитях и легкой сухой пыльцой. Анемофильные растения, как правило, произрастают на открытых пространствах (например, в степях, на лугах и т.д.), а если это лесные деревья, то в умеренной зоне опыление происходит обычно ранней весной, когда еще не полностью распустились листья. Примеры анемофильных растений – буковые, ореховые, крапивные, злаковые, осоковые, рогозовые и т.д. По сравнению с зоофилией анемофилия возникла гораздо позже и является производным от нее способом опыления.
АНЕМОХОРИЯ (от греч. anemos – ветер + choreo – передвигаюсь) – способ распространения семян, плодов и соплодий растений с помощью ветра. Обычно плоды и семена анемохорных растений имеют специальные приспособления – развитые летучки, парашютики, крылышки и т.д. – самого различного происхождения (видоизмененные околоплодники, чашечки, плодоножки, выросты семенной кожуры и т.д.). Примерами являются плоды (семянки) одуванчиков и козлобородников с парашютиками, плоды вязов, ясеней, кленов, семена сосны и т.д.
АНТЕРИДИЙ (от греч. antheros – цветущий) – орган полового размножения грибов, водорослей, моховидных, а также высших растений, за исключением голо- и покрытосеменных, в котором образуются сперматозоиды или спермии.
АНТРОПОХОРИЯ (от греч. antropos – человек + choreo – переносить) – один из способов распространения плодов, семян и спор, растений, при котором агентом распространения выступает человек. При этом их переносят, как правило, непреднамеренно: либо непосредственно (на одежде, теле и т.д.), либо опосредованно (с товарами, грузами, по железным дорогам и т.д.). Примерами являются многие сорные растения – дурнишник, амброзия, циклохена и т.д.
АПЕКС (от греч. apex – верхушка) – верхушка побега и корня, образованная апикальной меристемой, за счет деятельности которой осуществляется верхушечный рост (удлинение) побега и корня и формирование первичного тела растения.
АРХЕГОНИЙ (от греч. arche – древность, начало + gone – образование) – орган полового размножения у низших и высших растений, кроме покрытосеменных, в котором образуются ооциты (яйцеклетки). По строению архегонии напоминают колбу: различают брюшко и шейку архегония.
БИОТА (от греч. biote – жизнь) – совокупность видов растений, животных, микроорганизмов и грибов, встречающихся на определённой территории, при этом, в отличие от биоценоза, эти виды могут не иметь экологических связей.
БОТАНИКА (от греч. botane – трава), – иначе фитология, – наука о растениях. В настоящее время представляет собой комплекс отдельных дисциплин, выделяемых в соответствии с представлениями об уровнях организации живого. В комплексе ботанических наук выделяют как самостоятельные дисциплины: цитологию, анатомию, морфологию, физиологию растений, фитопатологию, генетику и селекцию растений, а также систематику, географию, экологию растений, палеоботанику, эволюцию растений, геоботанику, флористику, промышленную и индикационную ботанику, охрану растительного мира, космическую ботанику и многие другие. Отдельные систематические группы изучают альгология (наука о водорослях), бриология (наука о мхах) и т.д. Предметом изучения ботаники являются растения. Иногда (до сих пор) грибы также рассматривают как объект ботанических исследований, однако это неправильно, так как грибы представляют собой отдельное царство, и их изучением занимается наука микология. Ботаника является одной из самой древнейших естественных наук.
БУТОН – цветочная почка. К моменту созревания пыльцы и развития плодолистиков бутон раскрывается. У клейстогамных растений опыление осуществляется в бутоне. У некоторых растений бутоны, каки сами цветки, имеют очень крупные размеры (например, у раффлезии, лотосов). Температура в бутоне может на несколько градусов превышать температуру окружающей среды (в бутоне виктории царственной и некоторых пальм – на 10 и более градусов), что объясняется интенсивно идущими обменными процессами с выделением тепла.
ВАКУОЛИ (от лат. vacuus тонопластом , а содержимое – клеточным соком
сростнолепестный свободнолепестный corolla ).
ВАКУОЛИ (от лат. vacuus – пустой) – клеточные органеллы, представляющие собой наполненные жидкостью мембранные мешочки. Встречаются главным образом в растительных клетках, занимают центральное положение в цитоплазме. Мембрана вакуоли растительной клетки называется тонопластом , а содержимое – клеточным соком . В последнем могут находиться запасные питательные вещества, растворы пигментов, отходы жизнедеятельности, гидролитические ферменты и даже яды. Роль вакуолей в жизни клеток растений очень велика, так как они участвуют в создании осмотического давления клетки и поддерживают ее тургесцентность.
ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ – тип бесполого размножения, характерный для многих групп растений (от водорослей до цветковых). Как правило, при вегетативном размножении от материнского организма отделяется достаточно хорошо дифференцированная часть или же образуются особые структуры, специально предназначенные для вегетативного размножения (например, луковицы, клубни, клубнелуковицы, корневища, почки и др.). Принципиально вегетативное размножение практически не отличается от фрагментации или почкования, но традиционно этот термин применяется по отношению к растительным организмам и, в противоположность фрагментации и почкованию, лишь иногда к животным.
ВЕНЧИК – совокупность лепестков цветка. Вместе с чашечкой образует околоцветник. Венчик может быть сростнолепестный (например, колесовидный – у паслёновых, колокольчатый – у колокольчиковых, губовидный – у губоцветных, ворончатый – у вьюнковых) и свободнолепестный (у розоцветных, лилейных и т.д.). Иногда срастаются только некоторые лепестки венчика (например, лодочка в цветках бобовых состоит из 2 лепестков). В формулах цветков обозначается буквой c (corolla ).
ВОДОРОСЛИ – группа фотосинтезирующих автотрофных эукариот, объединяющая несколько отделов низших растительных организмов. От высших их отличает более простая морфологическая организация (тело не разделено на корень, стебель, лист), отсутствие тканевой дифференцировки, специфические жизненные циклы с чередованием ядерных фаз, а также ряд физиологических и биохимических особенностей. В настоящее время насчитывается около 20 700 видов различных водорослей, относящихся к следующим отделам: красные, бурые, зелёные, золотистые, жёлто-зелёные, диатомовые, криптофициевые и эвгленовые. Представители этих отделов различаются между собой главным образом особенностями организации клеток, специфическим набором пигментов, видом запасных питательных веществ (при их наличии), организацией жгутиков и рядом других черт. Эти растения обитают главным образом в воде, однако большое число видов поселяется на суше (на поверхности почвы, влажных камнях, коре деревьев).
Отдел Покрытосеменные делят на два класса: Двудольные и Однодольные. Представители этих классов различаются прежде всего строением семени: зародыш семени двудольных имеет две семядоли, однодольных —одну (отсюда и название классов). Другие различия между ними представлены в табл. 9.1.
Однако среди одно- и двудольных встречаются растения, у которых отдельные признаки не совпадают с перечисленными в табл. 9.1. Так, у вороньего глаза (класс Однодольные) жилкование листа перистое, а у подорожника (класс Двудольные) — дуговидное и имеется мочковатая корневая система. В этой связи судить о принадлежности растения к тому или иному классу можно только по совокупности признаков.
Табл. 9.1. Отличительные признаки одно- и двудольных растений.
|
Признак |
Однодольные |
Двудольные |
|
Корневая система |
Мочковатая, главный корень рано отмирает |
Стержневая, хорошо развит главный корень |
|
Стебель |
Травянистый, не способен к вторичному утолщению, ветвится редко. Проводящие пучки без камбия, разбросаны по всему стеблю |
Травянистый или одревесневший, способен к вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки, имеющие камбий, расположены одним большим массивом в центре стебля или имеют вид кольца |
|
Листья |
Простые, цельнокрайние, обычно без черешка и прилистников, часто с влагалищем, параллельным или дуговидным жилкованием. Расположение листьев двурядное |
Простые или сложные, края цельные, рассеченные или зубчатые, часто с черешком, прилистниками, сетчатым или пальчатым жилкованием. Расположение листьев очередное, супротивное |
|
Цветок |
Трехчленный, реже двух или четырехчленный |
Пяти-, реже четырехчленный |
|
Опыление |
Большинство растений ветроопыляемые |
Большинство растений опыляется насекомыми |
Табл. 9.2 . Основные признаки некоторых семейств одно- и двудольных растений.
|
Семейство |
Формула цветка |
Плод |
Соцветие |
Примеры |
|
Крестоцветные, или Капустные (более 3,2 тыс. видов) |
*Ч 4 Л 4 Т 2+4 П 1 |
Стручок или стручочек |
Кисть, реже щиток или метелка |
Капуста, брюква, редька, редис, репа, хрен, турнепс, пастушья сумка, редька дикая, ярутка полевая |
|
Розоцветные (около 3 тыс. видов) |
*Ч 5 Л 5 Т * П * *Ч 5 Л 5 Т * П 1 |
Сборный орешек |
Одиночные цветки |
Шиповник, земляника |
|
Бобовые, или Мотыльковые (около 12 тыс. видов) |
|Ч (5) Л (5) Т (9)+1 П 1 |
Боб |
Головка |
Клевер |
|
Пасленовые |
*Ч (5) Л(5) Т 5 П 1 |
Ягода |
Кисть или завиток |
Паслен, томат, картофель |
|
Сложноцветные, |
*Ч 0 Л 5 Т (5) П 1 Чашечка превратилась в волоски или отсутствует. |
Семянка |
Корзинка: |
Бодяк |
|
Злаки, или Мятликовые (более 10 тыс. видов) |
|О (2)+2 Т 3 П 1 |
Зерновка |
Сложный колос |
Пшеница, рожь, ячмень |
Условные обозначения (для составления формулы цветка): * — цветок правильный; | — цветок неправильный; О — околоцветник простой, состоящий из одних чашелистиков или из одних лепестков; () — срастание частей цветка; * — неопределенно большое число частей цветка; Ч — чашелистики; Л — лепестки; Т — тычинки; П — пестики.
Такой принцип используется при объединении в роды, семейства, порядки и другие таксономические категории всех живых организмов.
Классы Двудольные и Однодольные делятся на семейства. Растения каждого из семейств имеют общие признаки. У цветковых растений основными признаками являются строение цветка и плода, тип соцветия, а также особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов.
Класс Двудольные включает 418 семейств, около 10 тыс. родов и свыше 190 тыс. видов, что составляет примерно 3/4 видов цветковых растений. К этому классу принадлежат важнейшие плодово-ягодные (яблоня, груша, вишня, виноград, цитрусовые), кормовые (турнепс, брюква, клевер, люцерна), прядильные (лен, хлоп-чатник, конопля), масличные (подсолнечник, клещевина), декоративные (розы, хризантемы, астры, георгины) и др. Все они принадлежат к одному или к разным семействам и отличаются комплексом признаков (табл. 9.2).
Класс Однодольные образует около 122 семейств, свыше 3 тыс. родов и около 63 тыс. видов. Однодольные обеспечивают человека хлебом. К ним относятся хлебные злаки (пшеница, рис, рожь, ячмень, кукуруза, просо и др.), некоторые овоидные (лук, чеснок, спаржа), декоративные (лилии, тюльпаны, гиацинты, аспарагус, орхидеи) растения.
Основную массу многих сенокосов и пастбищ в условиях Беларуси и России составляют дикорастущие злаки — тимофеевка, лисохвост, полевица, мятлик и др.
В Красную книгу Республики Беларусь занесено 180 видов вьющих растений, в том числе 84 вида двудольных и 60—однодольных.
Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
Класс Двудольные включает более 418 семейств, около 10 тыс родов и свыше 190 тыс. видов, что составляет примерно 75 % видов цветковых растений. К этому классу принадлежат важнейшие плодово-ягодные (яблоня, груша, вишня, виноград, малина, земляника, цитрусовые), кормовые (турнепс, брюква, клевер, люцерна), прядильные (лен, хлопчатник, конопля), масличные (подсолнечник, клещевина), декоративные (розы, хризантемы, георгины, астры) растения.
Класс Однодольные объединяет около 122 семейств, свыше 3 тыс. родов и около 63 тыс. видов. К ним принадлежат хлебные злаки (пшеница, рис, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо и др.), некоторые овощные (лук, чеснок, спаржа), декоративные (лилии, тюльпаны, гиацинты, орхидеи) растения. Основную массу сенокосов и пастбищ в средней полосе составляют дикорастущие злаки (тимофеевка, лисохвост, полевица, мятлик).
Растения каждого семейства имеют общие признаки. У покрытосеменных основными признаками являются строение цветка и плода, тип соцветий, а также особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов. Сравнительная характеристика некоторых семейств двудольных (крестоцветные, розоцветные, бобовые, пасленовые, сложноцветные) и однодольных (злаки) представлена в таблице:
| Семейство | Формула цветка | Плод | Соцветие | Примеры |
|---|---|---|---|---|
| Крестоцветные, или Капустные (более 3,2 тыс. видов) | *Ч 4 Л 4 Т 2 + 4 П 1 | Стручок или стручочек | Кисть, реже щиток или метелка | Капуста, брюква, репа, редька, редис, хрен, турнепс, редька дикая, пастушья сумка, ярутка полевая |
| Розоцветные (около 3 тыс. видов) | *Ч 5 Л 5 Т ~ П ~ | Сборный орешек | Одиночные цветки | Шиповник, земляника |
| *Ч 5 Л 5 Т ~ П 1 | Сборная костянка | Кисть | Малина, ежевика | |
| Зонтик | Вишня | |||
| Костянка | Кисть | Черемуха | ||
| Одиночные цветки | Слива, персик, абрикос | |||
| Яблоко | Зонтик или щиток | Яблоня, груша, айва, рябина | ||
| Бобовые, или Мотыльковые (около 12 тыс. видов) | Ч (5) Л (5) Т (9)+1 П 1 | Боб | Головка | Клевер |
| Кисть | Люпин, люцерна, горох, фасоль, соя, арахис, донник | |||
| Пасленовые (около 2,9 тыс. видов) | *Ч (5) Л (5) Т 5 П 1 | Ягода | Кисть или завиток | Паслен, помидор, картофель |
| Коробочка | Кисть | Табак, белена | ||
| Одиночные цветки | Дурман | |||
| Сложноцветные, или Астровые (более 20 тыс. видов) | *Ч 0 Л (5) Т (5) П 1 (Чашечка превратилась в волоски или отсутствует) | Семянка | Корзинка: | |
| все цветки трубчатые | Бодяк | |||
| все цветки язычковые | Одуванчик, цикорий | |||
| цветки в центре трубчатые, по краям воронковидные | Василек | |||
| цветки в центре трубчатые, по краям ложноязычковые | Подсолнечник | |||
| Злаки, или Мятликовые (более 10 тыс. видов) | О (2)+2 Т 3 П 1 | Зерновка | Сложный колос | Пшеница, рожь, ячмень |
| Метелка | Мятлик, полевица, овес, мужское соцветие кукурузы | |||
| Початок | Кукуруза |
Условные обозначения для составления формулы цветка: * - цветок правильный, - цветок неправильный, О - околоцветник простой, состоящий из одних чашелистиков или из одних лепестков; () - срастание частей цветка; ~ - неопределенно большое число частей цветка; Ч - чашелистики, Л - лепестки; Т - тычинки; П - пестики.
