350 семейств покрытосеменных растений составляют два класса
Питание и дыхание
Размножение и спорообразование
Представители
и их значение
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)
Автотрофы (синтезируют органические вещества из неорганических):
а) фотосинтезирующие синезелёные и пурпурные бактерии; б) хемосинтезирующие железобактерии и нитрифицирующие бактерии. Гетеротрофы (используют готовые органические вещества):
а) сапротрофы питаются мёртвыми органическими веществами (бактерии гниения и брожения);
б) симбионты органические вещества получают в результате симбиоза с другими организмами (клубеньковые бактерии);
в) паразиты питаются органическими веществами живых организмов (болезнетворные бактерии или микробы). Аэробы – используют для дыхания атмосферный кислород (бактерии гниения); анаэробы живут в отсутствии кислорода (бактерии ботулизма)
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 атмосфер-ный 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
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
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
Паразитические грибы: спорынья
На мицелии, развивающемся в колосьях хлебных злаков, вырастают тёмные рожки, содержащие ядовитые вещества – галлюциногены
Паразит хлебных злаков
Мука, приготовленная из заражённых колосьев, может быть причиной сильного отравления, сопровождающегося гангреной и судорогами
Паразит хлебных злаков
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
Сапрофиты: шампиньоны. Симбионты: большинство шляпочных грибов, образуют микоризу с корнями высших растений. Паразиты: трутовик, опята
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
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
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
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
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
Ель (европейская, сербская), пихта европейская, сосна обыкновенная, ясень американский
Пшеница, ячмень, люцерна, клевер, хлопчатник, фиалки
Ель европейская, пихта европейская, орех грецкий
Виноград, абрикос, гладиолус, ландыш, нарцисс, тюльпан, рододендрон
Граб обыкновенный, липа сердцевидная
Ель европейская, лиственница европейская, лещина обыкновенная, ольха клейкая
Класс растений
Семейства растений
А) однодольные
Б) двудольные
1. Розоцветные
2. Злаковые
3. Крестоцветные
4. Лилейные
Семейства растений
Представители растений
1. Розоцветные
2. Злаковые
3. Крестоцветные
4. Лилейные
5. Пасленовые
6. Бобовые
А) капуста
Б) Шиповник
В) Картофель
Г) Клевер
Д) Сосна
Е) Ландыш
Ж) Овес
З) Папоротник
Класс растений
Семейства растений
А) однодольные
Б) двудольные
1. Пасленовые
2. Бобовые
3. Крестоцветные
4. Лилейные
Семейства растений
Представители растений
1. Розоцветные
2. Злаковые
3. Крестоцветные
4. Лилейные
5. Пасленовые
6. Бобовые
А) Редька
Б) Дурман
В) Фасоль
Г) Рис
Д) Вишня
Е) Тюльпан
Ж) Ель
З) Хвощ
Отдел Покрытосеменные, или Цветковые, растения — самый многочисленный в царстве Растения (около \(250\) тыс. видов) — подразделяется на два класса: Однодольные и Двудольные .
- число семядолей в зародыше семени;
- жилкование листьев;
- тип корневой системы растений, выросших из семян;
- особенности строения цветков;
- расположение проводящих пучков в стеблях.
- зародыш семени с двумя семядолями;
- листья с сетчатым жилкованием;
- стержневую корневую систему с хорошо выраженным главным корнем;
- проводящие пучки с камбием, расположенные в стебле по кругу;
- четырёх- или пятичленный цветок.
В стеблях представителей этого класса проводящие пучки имеют камбий, располагаются одним массивом в центре или имеют вид кольца. Важный отличительный признак двудольных растений — хорошее развитие коры и сердцевины. У растений этого класса цветок чаще всего четырёх- или пятичленный.
- зародыш семени с одной семядолей;
- простые листья, у которых параллельное или дуговое жилкование;
- мочковатая корневая система, главный корень рано отмирает;
- проводящие пучки без камбия, разбросаны по всему стеблю;
- цветок трёхчленный.
У однодольных проводящие пучки без камбия и расположены в стебле беспорядочно. Нет ясно дифференцированной коры и сердцевины.
Но для определения класса, к которому относится то или иное растение, одного признака бывает недостаточно. Так, у подорожника есть признаки однодольных растений: у него мочковатая корневая система, листья простые с дуговым жилкованием, но зародыш семени имеет две семядоли. А вороний глаз, наоборот, внешне похож на двудольное растение, так как у него листья с сетчатым жилкованием, но зародыш с одной семядолей. Поэтому вороний глаз относят к однодольным.
Эти примеры показывают, что невозможно точно определить по одному признаку, к какому классу принадлежит цветковое растение; нужно рассматривать все перечисленные выше признаки.
Для выделения покрытосеменных растений в семейства также используются определённые признаки. Самые важные из них — особенности строения цветка и плода . На сегодняшний день в отделе Цветковые известно более \(390\) семейств.
Класс Двудольные – Magnoliopsida, seu Dicotyledones.Перечислим основные признаки класса Двудольных:
1. Зародыш обычно с двумя семядолями. Семядоли чаще всего с тремя главными проводящими пучками.
2. Листья простые и сложные, более или менее чётко разделены на черешок и пластинку. Жилкование листьев обычно перистое или пальчатое.
3. Характерен вторичный рост осевых органов за счёт камбия; проводящая система стебля располагается кольцом, имеется лубяная паренхима; кора и сердцевина хорошо дифференцированы.
4. Первичный (зародышевый) корешок обычно развивается в главный корень, от которого отходят боковые корни первого и последующего порядков.
5. Корневая система (до образования корневища) стержневая или ветвистая.
6. Современные травянистые формы возникли скорее всего от древесных вследствие снижения активности камбия и задержки онтогенеза.
7. Цветки главным образом пяти-, реже четырёхчленные.
Приведём основные признаки подклассов Двудольных:
1. Магнолииды.Большей частью древесные растения, реже наземные или водные травы, иногда паразиты. Сосуды у некоторых форм отсутствуют. В паренхимных тканях часто имеются секреторные клетки. Устьица обычно с двумя побочными клетками. Цветки как правило обоеполые, часто спиральные или спироциклические. Зрелая пыльца двухклеточная, реже трёхклеточная. Гинецей в большинстве случаев апокарпный. Семязачатки чаще всего с двойным интегументом. Эндосперм обычно целлюлярный, реже нуклеарный, редко гелобиальный. Семена большей частью с маленьким или очень маленьким зародышем и обильным эндоспермом, иногда также с периспермом. В подкласс магнолиид входят наиболее примитивные порядки двудольных, в том числе магнолиевые, бадьяновые, лавровые и нимфейные. Магнолииды в целом представляют собой группу, которая стоит наиболее близко к гипотетической исходной группе, давшей начало ныне живущим цветковым растениям.
2. Ранункулиды. Объединяет 4 порядка и 13 семейств. Близок к подклассу магнолиид, но более подвинут. Большей частью травы. Все представители обладают сосудами, секреторные клетки обычно отсутствуют. Устьица разных типов, в большинстве случаев без побочных клеток. Цветки обоеполые или однополые, часто спиральные или спироцикличесеие. Пыльца обычно двухклеточная. Семязачатки обычно битегмальные и крассинуцеллятные или реже тенуинуцеллятные. Семена чаще всего с маленьким зародышем и большей частью с обильным эндоспермом, редко без эндосперма. В подкласс ранункулид входит порядок лютиковых и близких к нему порядки. По всей вероятности, ранункулиды происходят непосредственно от магнолиид, скорее от предков типа бадьяновых.
3. Гамамелидиды.Включает 16 порядков с 22 семействами. Гамамелидиды очень древняя группа, непосредственно восходящая к древнейшим магнолиевым. Они специализировались как ветроопыляемые растения. Большей частью древесные растения с сосудами. Устьица с двумя или большим числом побочных клеток или побочные клетки отсутствуют. Цветки в большинстве случаев анемофильные, более или менее редуцированные, большей частью однополые. Зрелая пыльца большей частью двухклеточная. Гинецей обычно ценокарпный. Семязачатки часто битегмальные и в большинстве случаев крассинуцеллятные. Плоды большей частью односемянные. Семена с обильным или скудным эндоспермом или вовсе без эндосперма. В подкласс гамамелидиды входят порядки троходендровых, гамамелисовых, крапивных, буковых и близких к ним порядков. Гамамелидиды произошли, вероятно, непосредственно от магнолиид.
4. Кариофиллиды.Обычно травянистые растения, полукустарники или низкие кустарники, редко небольшие деревья. Листья цельные. Сосуды всегда имеются, членики сосудов с простой перфорацией. Устьица с 2 или 3 (редко 4) побочными клетками или побочные клетки отсутствуют. Цветки обоеполые или редко однополые, большей частью безлепестные. Зрелая пыльца обычно 3-клеточная. Гинецей апокарпный или чаще ценокарпный. Семязачатки обычно битегмальные, крассинуцеллятные. Семена большей частью с согнутым периферическим зародышем, обычно с периспермом. В подкласс кариофиллид входят порядки гвоздичных, гречишных и плюмбаговых. Кариофиллиды произошли, вероятно, от примитивных представителей ранункулид.
5. Дилленииды.Включает 31 порядок, 97 семейств, 1910 родов и около 36000 видов. Объединяет примитивных представителей, ещё сохраняющих общие черты с магнолиидами, и продвинутые более специализированные семейства, у которых цветки обычно с двойным околоцветником, спиральные, гемициклические и циклические, с ценокарпным гинецеем со сросшимися столбиками. Деревья, кустарники или травы. Листья цельные или различным образом расчленённые. Устьица разных типов, большей частью без побочных клеток. Сосуды всегда имеются; членики сосудов с простой или ленточной перфорацией. Цветки обоеполые или однополые, с двойным околоцветником или реже безлепестные; у более примитивных семейств околоцветник часто спиральный или спироциклический. Зрелая пыльца 2- или реже 3-клеточная. Гинецей апокарпный или чаще ценокарпный. Семязачатки обычно битегмальные и большей частью крассинуцеллятные. Семена как правило с эндоспермом. В подкласс входят порядки диллениевых, чайных, фиалковых, мальвовых, вересковых, первоцветных, молочайных и др. По всей вероятности, дилленииды произошли от каких-то древних магнолиид.
6. Розиды.Деревья, кустарники или травы. Листья цельные или различным способом расчленённые. Устьица разных типов, чаще всего без побочных клеток или с двумя побочными клетками. Сосуды всегда имеются, членики сосудов с лестничной или чаще с простой перфорацией. Цветки большей частью обоеполые, с двойным околоцветником или безлепестные. Зрелая пыльца обычно 2-клеточная. Гинецей апокарпный или ценокарпный. Семязачатки, как правило, битегмальные и крассинуцелятные. Семена с эндоспермом или без него. В подкласс розид входят порядки камнеломковых, розовых, бобовых, протейных, миртовых, рутовых, сапиндовых, гераниевых, кизиловых, аралиевых, крушиновых, санталовых и др. Розиды произошли, вероятно, от ближайших предков диллениид.
7. Ламииды. Крупнейший по числу видов подкласс, объединяет 11 порядков, 52 семейства, около 2400 родов и почти 40000 видов. Жизненные формы разнообразны. Листья чаще простые, без прилистников, супротивные. Эволюция цветка двигалась в направлении перехода от актиноморфности к резкой зигоморфности и высокой специализации сростнолепестного, обычно трубчатого околоцветника. Количество членов небольшое и фиксированное. Гинецей всегда ценокарпный и состоит ,как правило, из двух плодолистиков. Завязь верхняя, полунижняя или нижняя.
8. Астериды.Деревья, кустарники или чаще травы. Листья цельные или различным образом расчленённые. Устьица большей частью с 2, 4 (часто) или с 6 (редко) побочными клетками. Сосуды всегда имеются, членики сосудов с лестничной или чаще с простой перфорацией. Цветки обычно обоеполые, почти всегда сростнолепестные. Тычинки, как правило, в одинаковом или меньшем числе с долями венчика. Зрелая пыльца 3- или 2-клеточная. Гинецей всегда ценокарпный, по-видимому, морфологически всегда паракарпный, обычно из 2 – 5, редко 6 – 14 плодолистиков. Семязачатки всегда унитегмальные, тенуинуцеллятные или редко крассинуцеллятные. Семена с эндоспермом или без него. В обширный подкласс астерид входят порядки ворсянковых, горечавковых, норичниковых, яснотковых, колокольчиковых, астровых и др. По всей вероятности, астериды происходят от примитивных розид, скорее всего от каких-то древних форм, близких к современным представителям порядка камнеломковых.
Богатое разнообразие покрытосеменных объясняет их высокую приспособляемость к разнообразным условиям среды|среды. По сравнению с голосеменными и другими отделами растительного мира для покрытосеменных характерны|характерны следующие особенности:
В жизни и хозяйственной деятельности человека покрытосеменные имеют значительно большее значение, чем растения других отделов.
Всё|Все виды покрытосеменных (цветковых) растений относятся к двум классам: двудольных и однодольных. Среди них встречаются деревья, кустарники и травы|травы, однолетние, двулетние и многолетние растения.
Классификация покрытосеменных растений
Как уже отмечалось выше, в отделе покрытосеменных растений выделяются два класса: двудольные и однодольные. Учитывая их многочисленность и разнообразие, в каждом классе выделяются отдельные семейства, роды|роды, виды.
Класс двудольные объединяет свыше 175 тыс. видов, около 350 семейств. В основу деления покрытосеменных на семейства положено строение цветков; учитываются также особенности соцветий и плодов и в меньшей степени — вегетативных органов|органов. Основные признаки некоторых семейств класса двудольных представлены в таблице.
Как видно, характерные|характерные особенности покрытосеменных растений и, в частности — представителей двух классов, заключаются в строении их органов|органов и особенно цветков, то есть вегетативных и генеративных органов|органов.
Отдел покрытосеменные
Общая характеристика
Покрытосеменные составляют наиболее совершенную|совершённую и самую многочисленную группу высших растений, включающую примерно 250 тыс. видов, распространённых по всему земному шару, особенно во влажных тропиках.
В Беларуси насчитывается 112 семейств, 500 родов|родов и более 1750 видов (без учёта многочисленных видов, форм и сортов интродуцированных растений, адвентивных видов и других цветковых растений).
Предполагается, что покрытосеменные возникли в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). К концу мелового периода покрытосеменные занимают господствующее положение в растительном мире благодаря высокой экологической пластичности и многим преимуществам по сравнению с другими высшими растениями.
Важнейший признак покрытосеменных —наличие цветка — видоизменённого и ограниченного в росте спороносного побега, приспособленного для размножения. Появление цветка сыграло исключительно важную роль в их эволюции.
Семязачатки у цветковых растений (в отличие от голосеменных) заключены в полость завязи|завязи пестика и тем самым защищены.
По сравнению с голосеменными пыльца цветковых попадает|попадает сначала не в пыльцевход семязачатка, а на рыльце пестика, предназначенного именно для улавливания пыльцы; это важная отличительная черта|чёрта этой группы.
Гаметофиты (женский — зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаме-тангии — антеридии и архегонии. Кроме того, гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гамето-фит не защищён и легко высыхает.
Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого образуется зигота, дающая начало|начало зародышу, и тришюидная клетка, из которой впоследствии формируется эндосперм. У голосеменных эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения независимо от того, формируется зародыш или нет, т. е. не имеет значения, возникает необходимость в наличии питательной ткани или нет. У покрытосеменных же одновременное развитие зародыша и эндосперма позволяет избежать ненужной траты пластических веществ и энергии в том случае, если зародыш не образуется.
Спорофит покрытосеменных устроен чрезвычайно разнообразно и представлен различными жизненными формами; деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, полукустарнички, лианы, одно- и многолетние травы|травы.
Покрытосеменные имеют высокоорганизованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные|совершённые проводящие элементы — настоящие сосуды, в то время как у голосеменных они представлены трахеидами. Помимо этого, в отличие от всех остальных высших растений, покрытосеменные имеют ситовидные трубки флоэмы с клетками-спутницами. Их появление повысило эффективность перемещения продуктов фотосинтеза от листьев к стеблю и корню, а по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется более быстрое передвижение воды|воды и растворенных|растворённых минеральных солей от корня к стеблю и листьям.
Первые семенные растения — голосеменные — опылялись пассивно. Их пыльца разносилась ветром и лишь случайно оказывалась около семязачатков. Эволюционный успех цветковых растений в значительной степени был обусловлен параллельным развитием их и различных животных. Они оказывали друг на друга селективное воздействие и во многом определили эволюцию свою и партнёров. Яркая окраска цветков, душистый аромат, съедобная пыльца и нектар — свойства, присущие растениям, явились одновременно средствами для привлечения животных-опылителей. Адаптация цветка, как правило, была направлена на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Этот процесс более надёжен, чем опыление ветром. В частности, растениям, опыляемым насекомыми, не нужны такие большие|большие количества пыльцы, как при опылении ветром.
Одним из факторов широкого распространения покрытосеменных и увеличения их разнообразия является биохимическая коэволюция. В некоторых группах покрытосеменных выработалась способность образовывать вторичные метаболиты (алкалоиды, хиноны, эфирные масла|масла, флавоноиды, кристаллы оксалата кальция и др.) — ядовитые вещества, защищающие их от растительноядных животных.
В результате возникновения разнообразных жизненных форм (деревьев, кустарников, трав и др.) покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества, или фитоценозы. Это способствовало более полному и интенсивному использованию ресурсов среды|среды, успешному завоеванию новых территорий и освоению новых местообитаний.
Видео по теме : Отдел покрытосеменные
Читайте также: