Систематика растений
«Систематика растений» — это большой раздел ботаники, изучающий многообразие ныне существующих и вымерших растений, их родственные отношения и пути эволюции растительного мира в целом, а также его отдельных ветвей.
Главные таксономические (систематические) единицы: вид (species), род (genus), семейство (familia), порядок (ardo), класс (class), отдел (divisio), подцарство (subregnum), царство растений (Regnum vegetabilia). Основная единица систематики — вид. Систематика растений учитывает все разнообразие растений, отличающихся по местам обитания, внешнему и внутреннему строению, жизненным циклам, происхождению, роли в природе и народном хозяйстве.
Низшие растения
Изучение низших растений следует начать со знакомства с бактериями, вирусами, знать их общую характеристику. При изучении водорослей необходимо обратить внимание на следующие отделы: сине-зеленые, зеленые, золотистые, разножгутиковые, диатомовые, бурые, красные. Размножение водорослей: вегетативное и бесполое (при посредстве спор). Типы спор. Процесс образования спор. Половое воспроизведение. Гаметы. Изогамия, гетерогамия, оогамия. Зигота. Общебиологическое и практическое значение водорослей.
Понятие о слизевиках. Следует хорошо знать грибы (общая характеристика). Классы грибов (хитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты и дейтеромицеты). Главнейшие представители и их значение. Роль грибов в природе, сельском хозяйстве, медицине. Съедобные и ядовитые грибы. Характеристика лишайников. Строение их слоевища. Компоненты лишайника. Способы размножения. Главнейшие представители. Биологическое и хозяйственное значение.
Высшие растения
Следует знать происхождение и пути развития высших растений. Приспособление их к жизни на суше. Понятие об архегониальных растениях. Уяснить цикл развития мхов, чередование гаметофита и спорофита. Особенности строения сфагновых мхов. Биологическое и практическое значение.
Характерные признаки плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных. Их циклы развития, чередование поколений (гаметофит и спорофит). Разноспоровые представители плауновидных (селагинелла) и папоротниковидных (сальвиния). Понятия: микро- и мегаспорангий, микро- и мегаспоры. Особенности заростков, развивающихся из микроспор и мегаспор.
Голосеменные растения и их эволюционная связь с другими растениями. Классы и порядки голосеменных, их характеристика. Главные представители порядка хвойных, их значение в народном хозяйстве и растительном покрове.
Особое внимание следует уделять изучению отдела покрытосеменных или цветковых растений. Важнейшие отличительные признаки и происхождение покрытосеменных. Время появления их в геологической истории земной коры. Происхождение и эволюция цветка. Филогенетическая система и ее методы. Классы покрытосеменных: двудольные и однодольные (сравнительная характеристика). Основные семейства: Лютиковые, Розановые, Бобовые (Мотыльковые), Гречишные,. Гвоздичные, Маревые, Тыквенные, Маковые, Капустные, (Крестоцветные), Сельдерейные (Зонтичные), Пасленовые, Норичниковые, Яснотковые (Губоцветные), Астровые (Сложноцветные), Лилейные, Осоковые, Мятликовые (Злаки).
Характеристику важнейших семейств покрытосеменных следует давать по плану: строение вегетативных органов растений, цветков и плодов, характерные черты биологии, экологии и биохимия растений, географическое распространение, место в эволюционном ряду, практическое значение. Особое внимание должно быть обращено на культурные, кормовые, ядовитые, лекарственные и декоративные растения.
Вопросы для самопроверки
- Систематика растений как наука. Понятие о виде растений. Основные таксономические единицы систематики растений.
- Понятие о низших и высших растениях.
- Водоросли. Особенности строения клеток. Питание, размножение: бесполое, вегетативное, половое. Понятие о планктоне и бентосе. Роль водорослей в природе и народном хозяйстве.
- Общая характеристика грибов. Низшие и высшие грибы. Главнейшие представители и их значение. Роль грибов в природе, сельском хозяйстве, медицине.
- Общая характеристика лишайников. Типы питания, размножения. Представители и практическое значение лишайников.
- Происхождение и пути развития высших растений. Понятие об архегониальных растениях. Гаметофит и спорофит.
- Краткая характеристика мохообразных. Чередование поколений. Значение мхов в природе и народном хозяйстве.
- Общая характеристика папоротникообразных. Цикл развития, чередование поколений. Понятие о разноспоровости. Биологическое значение разноспоровости.
- Характеристика голосеменных растений. Классы и порядки голосеменных. Главнейшие представители хвойных и их значение в народном хозяйстве.
- Покрытосеменные растения, их происхождение и важнейшие признаки. Эволюция цветка.
- Систематика покрытосеменных. Методы филогенетической систематики. Роль русских и советских ученых в развитии систематики.
- Отличительные признаки класса однодольных и двудольных растений.
- Культурные, кормовые и ядовитые растения из различных семейств.
- Метаморфозы побега и корня у растений семейств Капустные и Пасленовые.
- Характерные признаки семейств: Бобовые, Капустные, Сельдерейные и Астровые.
- Важнейшие семейства класса однодольных и их значение.
- Важнейшие семейства класса двудольных и их значение в народном хозяйстве.
Источник
§ 54. Систематика растений. Низшие растения
Растительный мир очень разнообразен. Наряду с многоклеточными существуют и одноклеточные организмы. Они относятся к наиболее примитивным, эволюционно более древним формам. Царство растений делят на два подцарства – низшие и высшие растения.
К низшим растениям относятся разнообразные водоросли, к высшим – споровые (мхи, плауны, хвощи, папоротники) и семенные растения (голосемянные и покрытосемянные).
Низшие растения включают большую группу одноклеточных и многоклеточных растений, объединенных общим названием «водоросли».
Водоросли – древнейшие представители растительного мира, общее их количество составляет около 40 тыс. видов. Среди них встречаются как одноклеточные, микроскопических размеров растения, так и многоклеточные гиганты (рис. 73). Среда их обитания преимущественно водная, но встречаются они в почве, на коре деревьев и даже в снегу – снежная хламидомонада. Скопления этой водоросли придают таящему снегу различные оттенки – от красного до зеленого.
Рис. 73. Одноклеточные водоросли: 1 – хламидомонада; 2 – хлорелла; 3 – нитчатая водоросль спирогира; 4 – колониальная водоросль вольвокс; многоклеточные водоросли: 5 – ламинария; 6 – порфира
Отличительной особенностью водорослей является отсутствие дифференциации на ткани и органы. Тело простейших водорослей состоит из одной клетки. Группы клеток могут объединяться и образовывать колонии – колониальные формы. Многоклеточные водоросли могут иметь нитчатую форму или пластинчатое строение.
Тело многоклеточных водорослей называется талломом или слоевищем. Воду и минеральные соли они всасывают всей поверхностью.
Во всех клетках водорослей имеются хроматофоры – органоиды, в которых протекает процесс фотосинтеза. Окраска хроматофоров, а следовательно и водорослей, зависит от содержания красящего пигмента и может быть зеленой, желтой, бурой, красной. Но зеленый пигмент – хлорофилл имеется у всех водорослей. В основу классификации водорослей на различные типы положены строение тела и состав красящих пигментов.
Размножаются водоросли чаще бесполым путем: одноклеточные – делением клетки на две или четыре, а многоклеточные – вегетативно: частями слоевища или спорами. При половом размножении гаметы сливаются попарно и образуют зиготу. Из зиготы после периода покоя путем деления возникают споры, дающие начало новым организмам. У некоторых водорослей половой процесс более сложный.
В пробе воды из пресного водоема легко найти представителей зеленых водорослей. Например, подвижную одноклеточную водоросль – хламидомонаду. Размножаясь в больших количествах, она придает воде зеленоватый оттенок, вызывает ее цветение. Под микроскопом хорошо видно, что клетка имеет округлую форму, покрыта прочной оболочкой с двумя или четырьмя жгутиками, с помощью которых она активно передвигается. В клетке хорошо заметны ядро, цитоплазма, стигма – светочувствительный «глазок» красного цвета, вакуоль с клеточным соком, две пульсирующие вакуоли и зеленый чашевидный хроматофор.
Некоторые зеленые водоросли не имеют жгутиков и плавают в воде пассивно, например хлорелла. Ее округлые клетки достигают размеров до 15 мкм. Она очень активно размножается бесполым путем, синтезируя большое количество органического вещества (до 40 г сухой массы с 1 м 2 за сутки). Эту особенность используют для получения кормов. Кроме того, хлореллу разводят на водоочистительных станциях для биологической очистки сточных вод, на космических кораблях и подводных лодках для поддержания нормальной концентрации кислорода в воздухе.
На дне водоемов можно найти зеленые «подушки», образованные скоплением нитчатой водоросли – спирогиры. Это многоклеточная водоросль, каждая нить которой состоит из вытянутых цилиндрических клеток со спирально закрученным хроматофором. Другим представителем нитчатых многоклеточных водорослей является улотрикс. Его строение схоже со спирогирой, но хроматофор имеет форму полукольца.
Бурые водоросли широко распространены в морях и океанах, некоторые из них могут достичь огромных размеров – до 50 м. Крепятся эти гиганты ко дну с помощью особых выростов – ризоидов. Заросли водорослей – прибежище для многих морских обитателей, место нереста морских рыб, например дальневосточной сельди.
Морскую водоросль – ламинарию (морскую капусту) человек использует в пищу, в качестве корма для животных, как удобрение. Водоросль саргассум образует большие скопления в Атлантическом океане.
Из бурых водорослей получают вещества, необходимые в производстве кондитерских изделий.
Красные водоросли обычно обитают на большой глубине (до 200 м). Это наиболее высокоорганизованная группа водорослей. Некоторые из них обладают способностью поглощать из морской воды и накапливать в своих слоевищах соли кальция. Поэтому они иногда напоминают кораллы. Ученые полагают, что многие рифы в южной части Тихого океана образованы отмершими частями красных водорослей.
Население прибрежных районов Китая, Кореи, Японии использует красные водоросли в пищу. В промышленности из них получают агар. Агар необходим для производства пастилы, мармелада, нечерствеющего хлеба, специальных сред для выращивания на них микроорганизмов.
Источник