Контрольная работа по "Ботанике"

 

Вопрос 3. Лист - боковой орган побега. Функции. Морфологическое строение листа: пластинка, черешок, основание, раструб, влагалище, прилистники. Примеры растений разных типов листьев.

Лист- боковая структурная часть побега, характеризующаяся билатеральной симетрией, плагиотропным ростом и уплощенной формой. Он нарастает не верхушкой, а интерколярно. Лист выполняет три главные функции: фотосинтеза, транспирации (испарения влаги) и газообмена. Т.ж. дополнительными функциями листа являются запасающая (чашуйки лука), вегетативное размножение (бегония), защитная (калючки кактус). 

Большинство листьев имеют более или менее плоскую форму и дорсо-вентральное строение, выражающееся в различии его верхней и нижней сторон. Различают листья:

1) бифациальные (двусторонние) – листья типичного строения, у которых верхняя и нижняя стороны различаются морфологически (характер жилок, опушение) и анатомически;

2) эквифациальные – листья, обе стороны которых имеют одинаковое морфологическое и анатомическое строение (злаки);

3) унифациальные (с одной поверхностью) – листья либо округлые в сечении (лук), либо уплощенные с боков (гладиолус, ирис), у которых вся поверхность пластинки соответствует лишь нижней стороне.

Листовая пластинка — самая важная часть типичного листа. Место крепления листа к стеблю, называется основанием. Основание листа принимает различную форму, часто оно бывает сужено или, наоборот, имеет вид небольшого утолщения –листовая подушечка. У большинства однодольных растений основание листа расширено в охватывающее стебель влагалище (злаки, осоки, лилейные и др.); оно надежно защищает пазушные почки и молодые, долго растущие основания междоузлий, как у злаковых, иногда оно повышает прочность основания у стебля при сгибании.

Черешок —суженная часть листа между его пластинкой и основанием. Листья, имеющие черешки, называются черешковыми (липа, клен, сирень), листья без черешков – сидячими (василек луговой, алоэ, гвоздика). Черешок обычно округлый или сплюснутый в поперечном сечении. Кроме опорной и проводящей функции он способен к интеркалярному росту, может регулировать положение пластинки, поварачивая лист по направлению к свету.

 У основания  некоторых листьев образуются  мелкие чешуевидные или листовидные  структуры, называемые прилистниками. Они развиваются обычно раньше, чем пластинка и черешок, и предохраняют листовую пластинку от повреждения в почке (у березы, липы, черемухи, яблони); при раскрывании почки они опадают. У некоторых видов растений прилистники разрастаются, зеленеют и выполняют те же функции, что и листовая пластинка (у гороха, фиалки, розы, чины). Прилистники обычно парные органы, имеющие вид пленочек, чешуек, маленьких листочков, щетинок, калючек (белая окация), у некоторых листовидные.

В семействе гречишных прилистники, в результате срастания, образуют раструб, охватывающий стебель над узлом в виде короткой пленчатой трубки.

 

  Морфологические особенности пластинки листа.

Листовые пластинки различаются по характеру основания, форме верхушки и краю.

 

 

 

                 

 

 Листовая пластинка имеет различные формы:

 

 

Различные формы листовых пластинок: 
 1 – игольчатая; 2 – линейная; 3 – продолговатая; 4 – ланцетная; 5 – овальная; 6 – округлая; 7 – яйцевидная; 8 –обратно-яйцевидная; 9 – ромбическая; 10 – лопатчатая; 11 – сердцевидно-яйцевидная; 12 – почковидная; 13 –стреловидная; 14 – копьевидная. 

 

Пластинка листа может быть цельной или расчлененной. В зависимости от глубины расчленения выделяют лопастные, раздельные и рассеченные простые листья или листочки сложного листа. Расчленение осуществляется пальчато или перисто.

 

 

 

Так же листья имеют разное жилкование

По расположению листочков:

1.Перистосложные- листочки распологаются по обе стороны рахиса продолжающего черешок.

а) Непарноперистосложный-рахис завершается на верхушке не парным листочком, например, рябина.

б) Парноперистосложный-верхушка листочка отсутствует.

2.Пальчатосложный- рахиса нет, листочки отходят от верхушки черешка, например, клевер.

                

Вопрос 4. Типы полового процесса у растений разных систематических групп. Чередование ядерных фаз при половом размножении. Понятие о спорофите и гаметофите

Половое размножение происходит в результате слияния двух половых клеток – гамет с образованием зиготы. Процесс слияния гамет называется оплодотворением. Процесс формирования гамет – гаметогенез – происходит в особых органах – гаметангиях.

 Гаметофиты равноспоровых  растений обоеполые, несут и мужские  и женские гаметангии. У разноспоровых  растений из микроспор развиваются  гаметофиты с мужскими гаметангиями, а из мегаспор – с женскими. Спорофит – диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы и производящая споры. Гаметофит – гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки или гаметы. Гаметы всегда гаплоидны. При оплодотворении происходит слияние цитоплазмы и ядра гамет, но хромосомы сохраняют свою индивидуальность, не сливаются, и ядро зиготы содержит диплоидный набор хромосом. Биологическая роль полового процесса, возникающего на определенном этапе эволюции, состоит в обеспечении генетического разнообразия потомства. При половом процессе в одном ядре объединяются хромосомы а, следовательно, и наследственные свойства двух разных клеток, а большинстве случаев происходящих от разных особей.

В диплоидном ядре зиготы одна гомологичная хромосома каждой пары внесена первой гаметой, другая – второй. Объединение в зиготе двух наборов хромосом – генетическая основа внутривидовой изменчивости. При половом процессе создаются новые генетические сочетания, что увеличивает возможность приспособления, изменчивости и эволюции. Именно поэтому половое размножение встречается и у тех видов, где основной способ размножения бесполый, обеспечивающий благодаря скорости и простоте процесса быстрое распространение вида при благоприятных условиях. В результате полового размножения возникают организмы, которые могут сочетать полезные признаки отца и матери. Такие организмы более жизнеспособны. Сущность и значение полового процесса одинаковы для всех организмов, его формы (ход гаметогенеза, тип гамет, оплодотворение, половые органы и т.д.) разнообразны и зависят от уровня эволюционного развития, среды обитания (вода, суша) и некоторых других особенностей. Различают следующие типы полового процесса.

Хологамия – слияние гаплоидных одноклеточных организмов, внешне неотличимых друг от друга. Такой простейший половой процесс существует у некоторых примитивных грибов и водорослей. Половое размножение возникло у эукариотных организмов. Первые эукариоты были гаплоидны и размножались, как и прокариоты, только бесполым путем.

Для большинства растений характерно формирование специализированных клеток – гамет, которые и учавствуют в оплодотворении. Гаметы голые (не имеют твердой клеточной стенки), зачастую со жгутиками. Гаметы образуются в особых органах – гаметангиях.

Изогамия – обе гаметы одинаково малы и подвижны, их попарное слияние основано лишь на физиологическом различии.  Разновидностью изогамии является коньюгация, встречается у некоторых нитчатых водорослей. При коньюгации отдельные гаплоидные клетки паралельно лежащих нитевидных талломов посылают на встречу друг другу выросты, соединяющие их трубкой. По этой трубке содержимое одной из клеток перетекает и соединяется с содержимым  второй конъюгирующей клетки, которая превращается в диплоидную зиготу. Встречается у наиболее просто организованных грибов и водорослей.

Гетерогамия – обе гаметы подвижны, различаются по величине (одна превосходит другую в несколько раз).

Оогамия – женская гамета (яйцеклетка) неподвижна, имеет крупные размеры, запас питательных веществ; мужская гамета (сперматозоид) подвижна и мала, состоит из крупного ядра и очень небольшого количества цитоплазмы. Оогамия характерна для некоторых грибов, сложноорганизованных водорослей и высших растений. Яйцеклетки образуются или в одноклеточных оогониях (у некоторых грибов и водорослей), или в многоклеточных архегониях (у высших растений, исключая покрытосеменные) или зародышевым мешком, расположеном в семязачатке (у цветковых растений). Оогамия – эволюционно наиболее продвинутый тип полового процесса, так как крупная яйцеклетка обеспечивает запас пищи для развития зиготы, а ее неподвижность способствует внутреннему оплодотворению и защите зиготы, что очень важно в условиях суши; очень мелкие сперматозоиды могут передвигаться в тонких пленках воды при выпадении росы, дождя, в увеличение их числа повышает вероятность оплодотворения.

 

Формы полового процесса: А – изогамия, Б - гетерогамия, В – оогамия; 1- изогаметы, 2 -гетерогаметы, 3- яйцеклетка, 4- сперматозоид, 5- зигота, 6 – копуляционный канал

Колбообразный архегоний состоит из удлиненной шейки, расширенного брюшка и ножки. Стенка архегония однослойная, многоклеточная. В брюшке формируются яйцеклетка и брюшная канальцевая клетка, шейка заполнена шейковыми канальцевыми клетками. К моменту оплодотворения все канальцевые клетки расслизняются и сперматозоиды беспрепятственно проникают к яйцеклетке. Происходит оплодотворение, и образуется зигота.

Сперматозоиды созревают в антеридиях: одноклеточных у грибов и водорослей, многоклеточных у высших растений. Сперматозоиды подвижны лишь в воде. Наличие воды – обязательное условие для осуществления оплодотворения у всех растений, исключая семенные. У большинства семенных растений, наиболее приспособленных к условиям суши, мужские гаметы утратили жгутики и носят название спермии.

Чередование ядерных фаз при половом процессе.

Так при половом процессе происходит удвоение числа хромосом в ядре зиготы, то у всех организмов, размножающихся половым путем, в ходе их развития существует процесс, противоположный половому, который предотвращает прогрессирующее удвоение числа хромосом в ряду последовательных поколений. Этот процесс – мейоз, в результате которого образуются клетки с одинарным (гаплоидным) набором хромосом в ядре. Оплодотворение и мейоз тесно связаны между собой и представляют две фазы одного жизненного процесса – гаплофазу и диплофазу. У многих низших и высших растений чередование гаплофазы (1n) и диплофазы (2n) связано с более сложным процессом – чередования поколений, и каждое последующее поколение отличается от предыдущего числом хромосом, а

иногда и внешним видом и размерами

Схемы чередований гаплоидной и диплоидной фаз и, соответственно, гаметофита и спорофита (где они развиты) в цикле развития:1 - у большинства зеленых водорослей; 2 - у некоторых зеленых и бурых водорослей; 3 - у мхов; 4 - у папоротников, хвощей, плаунов; 5 - у семенных растений. Тонкой линией на рисунке обозначены гаплоидная фаза, гаметофит; жирной линией - диплоидная фаза, спорофит; ... - половой процесс, + + + - редукционное деление.

 

 

Вопрос 5. Способы распространения плодов и семян. Значение плодов и семян в жизни человека.

Растения могут распространятся с помощью спор, семян, плодов, соплодий, частей вегетативного тела и даже целыми растениями. Главными диаспорами распространения у семенных растений являются плоды и семена, у споровых растений – споры.

Существуют два способа распространения плодов, семян и спор- это автохории и аллохории. Растения, соответственно типу их расселения, называются автохорами и аллохорами.

Автохория- распространение путем механизмов, выработанных в процессе эволюции самими растениями.

Аллохории – распространение с помощью различных внешних агентов- воды, ветра, животных, человека и т.д.

 Автохория. Группа автохорных растений подразделяется на механохоры и барохоры. Обычно плоды и семена автохоров рассеиваются близко от материнского растения не больше нескольких метров.

1. Механохоры. Плоды этих растений вскрываются по гнездам или створкам и семена из них высыпаются (фиалка трехцветная, некоторые виды тюльпанов). Некоторые механохорные растения разбрасывают семена благодаря специальным приспособлениям в плодах, в основе которых лежит повышенное осмотическое давление клеток основной ткани (недотрога обыкновенная, бешенный огурец).

                   

 Так упавшие на землю  плоды некоторых клеверов могут  «отползать» на небольшие расстояния  из – за гигроскопических движений  зубцов  сохраняющейся чешуйки, прикрепленной к плоду. Семена некоторых бобовых при вскрытии плодов могут «отлетать» на расстояние до одного метра.

2. Барохорные растения обладают тяжелыми плодами и семенами (желуди дуба, семена конского каштана). Эти семена осыпаются с материнского растения и находятся близко к своим родителям.

                       

 Геокарпные растения так же относятся к группе автохоров. У геокарпных видов, плоды в процессе развития внедряются в почву и там созревают (арахис или земляной орех).

 

Аллохория. Существует 4 способа аллохории:

 

1.Анемахория.Семена анемохоров переносятся движением воздуха. Для невскрывающихся плодов анемохоров характерны разнообразные летательные приспособления: летучки (одуванчик), крылатки (ясень, липа) и т.д.

 

Семена так же приспособились к анемахорному распространению. При этом плоды, содержащие эти семена, вскрываются и высыпавшиеся семена могут разносится ветром (тополинный пух, который опушает семена тополя)

Так же некоторая группа растений, в случае отмирания растения или соплодия со зрелыми плодами, способно само перемещаться под порывами ветра, эта группа называется перекати – поле (многие обитатели степей: качим развесистый, солянка полковая).

2.Гидрохоры, распространяются с помощью воды. Снабжены плотными непроницаемым для воды эндокарпием, легким волокнистым мезокарпием и воздухоносными полостями, поддерживающими плод на плаву (кокосовая пальма, частуха подорожниковая, вех ядовитый).

3.Зоохорными способами называются распространение с помощью животных. Они очень разные, есть плоды, которые прикрепляются к шерсти животных с помощью прищепок, крючков, шипов, а так-же благодаря клейкой поверхности или железистому опушению – экзозоохория (соплодия лопуха, линнея северная).