Решение задач ЕГЭ по жизненному циклу растений
Разделы: Биология
Цели занятия: повторение и обобщение материала по разделу “Жизненные циклы растений”; обучение решению задач части С5 ЕГЭ по жизненным циклам растений разных отделов.
Форма занятия: лекционно-практическая.
Оборудование: проектор, слайды, набор карточек с задачами.
Понятие о жизненном цикле растений
В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.
Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) — в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .
Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).
После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах — спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).
Жизненный цикл зелёных водорослей
В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 1. Жизненный цикл зелёных водорослей. (Приложение)
Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)
У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).
В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 2. Жизненный цикл мха (кукушкин лён)
Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита — коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
Жизненный цикл папоротников
У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n). (Демонстрация слайдов).
Схема 3. Жизненный цикл папоротников
Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
1. В клетках листьев папоротника диплоидный набор хромосом (2n), так они, как и всё растение, развиваются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
2. В клетках заростка гаплоидный набор хромосом (n), так как заросток образуется из гаплоидной споры (n) путём митоза.
Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Листостебельное растение голосеменных растений – спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (2n).
На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.
На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.
Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).
Схема 4. Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Задача 6. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
1. В клетках пыльцевого зерна гаплоидный набор хромосом (n), так как оно образуется из гаплоидной микроспоры (n) путём митоза.
2. В спермиях гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
1. В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.
Жизненный цикл покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.
В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).
В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).
Схема 5. Жизненный цикл покрытосеменных растений
Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
1. В микроспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток микроспорангиев с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма триплоидный набор хромосом (3n), так как эндосперм образуется при слиянии гаплоидного спермия (n) с диплоидной центральной клеткой (2n).
1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.
2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.
3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.
Источник статьи: http://urok.1sept.ru/articles/652893
Схема 5. Цикл развития цветкового растения
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 |
| Вакуоль | 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 |
| Ядро | 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 Вторичная | Живые паренхиматические тонкостенные клетки Живые клетки с крупным ядром, находящимся в постоянном делении | Конус нарастания побега, кончик корня, основание листовой пластинки, междоузлия злаков Между древесиной и корой в древесном стебле и корне | Рост органов в длину, образование других тканей, вегетативных органов Рост корня и стебля в толщину |
| Основная ткань | |||
| Ассимиляционная (хлоренхима) Запасающая | Живые, чаще рыхло расположенные тонкостенные клетки с хлорофиллом Тонкостенные живые клетки, заполненные различными включениями: зернами крахмала, капельками жира, кристаллами белка, вакуолями с клеточным соком | Мякоть листа, зеленые травянистые стебли Мякоть корнеплодов, луковиц, плодов, клубней, корневищ, сердцевина стеблей, эндосперм семян | Фотосинтез, газообмен Запасание белков, жиров, углеводов. Клетки основных тканей способны превращаться в делящиеся клетки вторичной образовательной ткани, что важно при вегетативном размножении растений |
| Покровная ткань | |||
| Кожица (эпидермис) Пробка Корка | Плотно расположенные живые клетки с утолщенной наружной стенкой. Содержит устьица (две замыкающие клетки, между которыми расположена устьичная щель) Мертвые, плотно расположенные толстостенные клетки, пропитанные жироподобным веществом – суберином. Большой слой пробки и других отмерших тканей | Поверхность листьев, травянистых зеленых стеблей, все части цветка Покрывает зимующие стебли, корни, корневища, клубни Покрывает нижнюю часть стволов деревьев | Защита от высыхания, проникновения микроорганизмов, транспирация и газообмен. Защита от высыхания и механического повреждения Защита от механических повреждений |
| Проводящая ткань | |||
| Древесина (ксилема) Луб (флоэма) | Состоит из полых трубок – капилляров с одревесневшими стенками и мертвым протопластом – сосуды и трахеиды Состоит из живых клеток – ситовидных трубок с клетками-спутницами | В стебле, корне, жилках листьев. Обеспечивает вертикальный восходящий ток воды и минеральных солей Находится в коре стебля, корня, жилках листьев | Проведение воды и минеральных солей из почвы в растение, опора для клеток древесины Обеспечивает вертикальный нисходящий ток органических веществ из листьев в стебель, корни, цветки и плоды |
| Выделительная ткань | |||
| Железистые волоски, нектарники Смоляные ходы, млечники | Живые клетки, заполненные жидким секретом веществ, исключенных из обмена Мертвые клетки, заполненные смолой (живицей) или млечным соком | Поверхность некоторых листьев и стеблей, цветок Внутренние части стеблей хвойных, одуванчика, молочая | Защита от испарения, поедания животными, привлечение опылителей Защита от повреждений и поедания животными |
| Механическая ткань | |||
| Волокна Каменистые клетки (склереиды) | Длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками, могут быть мертвыми и живыми Мертвые клетки с очень толстыми оболочками, пропитанные лигнином | Окружают проводящие пучки, расположенные в древесине и коре стеблей, корней, листьев, корневищ, в плодах Скорлупа орехов, косточки вишни, сливы | Выполняют опорную (скелетную) функцию Защита от механических повреждений и преждевременного прорастания |
Таблица 3. Отличительные признаки одно- и двудольных растений
| Признаки | 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 деревянистый, способен ко вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки имеют 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 дуговым жилкованием. Расположение листьев двухрядное | Простые или сложные, края рассеченные или зубчатые, часто с черешком, прилистниками, сетчатым или пальчатым жилкованием. Расположение листьев супротивное, очередное |
| Цветок | 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 |
| Корень | 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) |
| Стебель | 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 |
| Лист | 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) (2n) | |
| ↓ | |
| Цветок-видоизменённый генеративный побег, несущий органы спороношения | |
| Тычинки (микроспорофиллы) | Плодолистики или пестики (мегаспорофиллы) |
| ↓ | ↓ |
| Микроспорангии (пыльцевые гнёзда) | Мегаспорангии (семязачатки или семяпочки) |
| ↓ | ↓ |
| Мейоз (образуется множество микроспор(n)) | Мейоз (образуются 4 клетки (n), 1 превращается в мегаспору, а 3 отмирают) |
| ↓ | ↓ |
| Из микроспор развивается мужской гаметофит (микрогаметофит)( n), или пыльцевое зерно | Мегаспора делится тремя последовательными митозами, образуя женский гаметофит (мегагаметофит) (n) или 8- ядерный зародышевый мешок (нуцеллус) |
| ↓ | ↓ |
| Пыльцевое зерно переносится на рыльце пестика и прорастает | Зародышевый мешок окружён покровами (интегументами), в которых есть отверстие-пыльцевход (микропиле) |
| ↓ | ↓ |
| Из вегетативной клетки развивается пыльцевая труба, из генеративной в результате митоза -2 спермия | |
| ↓ | |
| Попав внутрь зародышевого мешка, 1-й спермий (n) сливается с центральным ядром (2n), а 2-й спермий (n) с яйцеклеткой(n) (двойное оплодотворение) | |
| Зигота (2n) | Эндосперм (3n) |
| ↓ | ↓ |
| Зародыш семени с 1 или 2 семядолями | Может сохраняться или расходоваться на рост или развитие семядолей |
| Семя, находящееся внутри плода |
Таблица 11. Основные признаки семейств цветковых растений
| Название семейства, число видов | Формула цветка | Соцветие | Плод | Особенности строения вегетативных органов | Представители и их практическое применение |
| Класс Двудольные | |||||
| Крестоцветные (капустные), 3 тыс | Ч2+2Л2+2 Т2+4П1 | Кисть | 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. | Ч5Л5ТҐПҐ или Ч5Л5ТnП1 | 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. | Ч5Л1+2+(2) Т(9)+1П1 Лепестки венчика: парус, вёсла, лодочка | Кисть, головка | Боб | 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) П1 | 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 (астровые), 25 тыс. | Цветки 4 типов: вместо чашечки – плёнки или хохолки. Л(5)Т(5)П1 – трубчатые, язычковые, Л(3)Т(5)П1 – ложноязыч-ковые; воронковидные (стерильные) | 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. | О2+(2)Т3П1 | 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. | О3+3Т3+3П(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 |
| Стебель | 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 |
| Листья | 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 |
| Цветок | 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 и их значение |
| 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) | 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 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 |
| Паразитические грибы: спорынья | На мицелии, развивающемся в колосьях хлебных злаков, вырастают тёмные рожки, содержащие ядовитые вещества – галлюциногены | Паразит хлебных злаков | 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 |
| Головня | Мицелий развивается внутри побегов растений, выросших из заражённых семян; образующиеся колосья приобретают «обугленный» вид, так как мицелий к моменту их созревания распадается на споры | 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 | 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 |
| Хамефит | 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 |
| Терофит | 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 |
| Аммиак | Граб обыкновенный, липа сердцевидная | Сельдерей, махорка |
| Хлористый водород | Ель европейская, лиственница европейская, лещина обыкновенная, ольха клейкая | Фасоль, шпинат, редис, смородина, клубника |
| Озон | 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 | Клетки | |||
| протист | грибов | 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 Есть Нет Гетеротрофное Бывают редко Гликоген | Из целлюлозы Есть Есть Автотрофное Только у некоторых мхов и папоротников Крахмал | Нет Нет Нет Гетеротрофное Есть Гликоген |
Таблица 20. Важнейшие химические элементы клетки
| Элемент | Символ | Примерное содержание, % | Значение для клетки |
| Кислород | О | Входит в состав воды и органических веществ | |
| Углерод | С | Входит в состав всех органических веществ | |
| Водород | Н | Компонент воды и органических веществ | |
| Азот | N | 3,0 | Входит в состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, АТФ, хлорофилла, витаминов |
| Кальций | Са | 2,5 | Входит в состав клеточной стенки |
| Фосфор | Р | 1,0 | Входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ |
| Сера | S | 0,25 | Входит в состав аминокислот, витамина В1 и некоторых ферментов |
| Калий | К | 0,25 | Содержится в клетке только в виде ионнов, участвует в процессах фотосинтеза |
| Натрий | Na | 0,1 | Содержится в клетке только в виде ионнов |
| Магний | Mg | 0,07 | Входит в состав хлорофилла, активирует энергетический обмен |
| Железо | Fe | 0,01 | Участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза |
| Медь | Cu | следы | Участвует в процессе фотосинтеза |
| Марганец | Mn | следы | Участвует в ассимиляции азота при фотосинтезе |
| Молибден | Mo | следы | Участвует в процессах связывания атмосферного азота и в процессе фотосинтеза |
| Кобальт | Со | следы | Участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями, входит в состав витамина В12 |
| Бор | В | следы | Влияет на ростовые процессы растений |
| Цинк | Zn | следы | Участвует в синтезе растительных гормонов (ауксинов) и спиртовом брожении |
Таблица 21. Сравнение биомассы растительных и животных организмов Земли
Дата добавления: 2015-04-20 ; просмотров: 69 | Нарушение авторских прав
Источник статьи: http://lektsii.net/3-71783.html
