Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

БОТАНИКА

Методические указания для самостоятельной работы студентов заочного обучения специальностей 260400 (250201) − Лесное хозяйство, 260500 (250203) − Садово-парковое и ландшафтное строительство

Воронеж 2007

2

УДК 581

Попова, В. Т. Ботаника [Текст] : методические указания для самостоятельной работы студентов заочного обучения специальностей 260400 (250201) − Лесное хозяйство, 260500 (250203) − Садово-парковое и ландшафтное строительство / В. Т. Попова ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». − Воронеж, 2007. – 15 с.

Методические указания разработаны на кафедре ботаники и физиологии растений ГОУ ВПО «ВГЛТА» в соответствии с рабочей программой дисциплины «Ботаника».

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Рецензенты канд.биол.наук, доц. кафедры биологии и экологии ВГУ В.В. Негробов.

Издается по госконтракту от 08 ноября 2005 года № 02.438.11.7023

3

Учебный план подготовки инженеров лесного хозяйства и садовопаркового строительства предусматривает изучение ряда специальных дисциплин, таких как дендрология, лесоводство, лесные культуры, селекция древесных пород, лесная таксация и др. Биологической основой этих наук является ботаника, изучаемая студентами на первом курсе.

Общий объем курса 150 часов, в том числе на лекции отводится 20 часов; на лабораторные занятия 16 часов.

По ботанике две лабораторные сессии, первая зимой в январе, вторая в мае – июне. В зимнюю сессию выполняется первая аудиторная контрольная работа, включающая 1-7 темы программы, в летнюю сессию – вторая и третья аудиторные контрольные работы, включающие с 8 по 11 темы программы. Кроме того, в летнюю сессию сдается зачет по гербарию (список видов приводится на С. 10-12). Гербарий для работы выдается студентам на сессии. Однако в связи с тем, что времени для изучения гербария в период сессии может оказаться недостаточно, настоятельно рекомендуем заранее выучить латинские и русские названия растений, перечисленных в списке.

Выполнение всего объема лабораторных работ, успешная сдача трех аудиторных контрольных работ и зачета по гербарию является условием допуска к сдаче экзамена. Экзамен студенты сдают в летнюю сессию.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И ВОПРОСЫ К АУДИТОРНЫМ КОНТРОЛЬНЫМ РАБОТАМ

При подготовке к аудиторным контрольным работам рекомендуется дома составлять конспект в процессе самостоятельного изучения учебного материала. Предъявление конспекта с проработанным учебным материалом на сессии необязательно.

Вопросы первой аудиторной контрольной работы

1.Протопласт растительной клетки, его микроскопические и ультрамикроскопические структурные элементы (цитоплазма, ядро, пластиды, митохондрии, рибосомы и др.).

2.Оболочка растительной клетки, ее химический состав, строение и вторичные изменения (одревеснение, опробковение и др.).

3.Меристематические и покровные ткани.

4.Механические и проводящие ткани.

5.Строение пучкового и беспучкового стебля.

6.Деятельность камбия.

7.Тканевый и клеточный состав древесины и луба.

8.Годичные кольца древесины.

9.Строение древесины хвойных деревьев. Смолоносная система.

10.Строение и типы древесины лиственных деревьев. Возрастные изменения древесины.

4

11.Строение коры дерева. Возрастные изменения коры. 12.Корень, его зоны, первичное и вторичное строение. 13.Анатомическое строение плоского и игловидного листа, листья

светового и теневого типа.

Вопросы второй аудиторной контрольной работы

1.Вегетативное размножение растений.

2.Цветок, его части, роль каждой из них.

3.Опыление, его способы и типы.

4.Процесс оплодотворения у покрытосеменных – двойное оплодотворение.

5.Семя, происхождение и строение его частей.

6.Плод, его происхождение, типы плодов.

7.Распространение семян и плодов.

Вопросы третьей аудиторной контрольной работы

1.Систематические (таксономические) единицы.

2.Бактерии и сине-зеленые водоросли.

3.Зеленые водоросли, деление на классы.

4.Грибы, деление на классы. Лишайники.

5.Мохообразные, жизненный цикл (схема развития), деление на классы.

6.Плауновидные, жизненный цикл (схемы развития) равноспоровых и разноспоровых плауновидных.

7.Папоротниковидные, жизненный цикл (схема развития).

8.Голосеменные, общая характеристика, жизненный цикл.

9.Покрытосеменные, общая характеристика, цикл развития.

10.Различия между классами однодольных и двудольных растений, основные семейства тех и других.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЗАЧЕТУ

Впериод летней сессии сдаётся зачёт по гербарию лесного напочвенного покрова. Для этого каждому студенту выдаётся гербарий в количестве 70 видов. По этому гербарию необходимо запомнить внешний вид растения, знать его русское и латинское название, а также принадлежность его к ботаническому семейству и условиям местообитания.

Вконце методических указаний приводится примерный список видов, предусмотренных программой. Рекомендуем заранее (дома) выучить русские

илатинские названия растений, т.к. в период сессии времени может оказаться недостаточно. Так как чтение латинских названий может вызвать определённые трудности, настоятельно рекомендуем использовать пособие

5

П.Б. Раскатова “Научные названия растений”, 1987 г., где на с. 5-7 приведены правила чтения латинских названий.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО КУРСУ БОТАНИКИ

I. ВВЕДЕНИЕ

Тема 1. Введение в изучение ботаники

Ботаника как наука о растениях. Познание растительного мира – основа для формирования материалистического мировоззрения. Значение и роль зелёных и не зелёных растений в жизни природы и человека. Способы питания, автотрофные и гетеротрофные растения. Подразделение ботаники на отдельные ботанические науки. Связь ботаники со специальными лесоводственными дисциплинами.

Первоначальные формы познания растений человеком. Сведения о растениях в сочинениях натурфилософов Древней Греции. Развитие ботаники в XVII-XVIII веках. Роль Карла Линнея. Значение эволюционного учения Ч. Дарвина. Развитие дарвинизма в последарвиновский период. Роль К.А. Тимирязева. Развитие ботаники в современный период.

II. МОРФОЛОГИЯ, АНАТОМИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ РАСТЕНИЙ

Тема 2. Общие вопросы морфологии и анатомии растений

Задачи и методы эволюционной морфологии. Основные органы растений, их функции и особенности морфологического строения. Понятие о видоизменениях органов растений. Аналогичные и гомологичные органы.

Семенное и вегетативное размножение растений. Цветок: строение и функции отдельных частей. Соцветия. Семена. Плоды. Двойное оплодотворение покрытосеменных растений и его эволюционное преимущество.

Тема 3. Растительная клетка

3.1.История учения о клеточном строении организмов. Строение живой клетки. Микроскопические и ультрамикроскопические органоиды клетки.

3.2.Цитоплазма, ее химический состав, строение и физиологическая функция. Ультрамикроскопические органеллы цитоплазмы – эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, их строение и роль.

6

3.3.Ядро клетки, его строение, химический состав и физиологическая роль. Хромосомы, их строение. Дезоксирибонуклеиновая кислота, строение

еемолекулы, роль в передаче наследственной информации.

3.4.Пластиды растительной клетки, их строение, происхождение, типы, физиологические функции каждого типа. Пигменты пластид. Митохондрии, их строение и физиологическая роль. Вакуоли, клеточный сок, его происхождение, состав и физиологическая роль. Понятие о тургоре клетки.

3.5.Продукты обмена веществ, форма и место их отложения в клетке:

1)запасные питательные вещества – углеводы (сахар, крахмал), жиры, белки;

2)защитные вещества – алкалоиды, глюкозиды, фитонциды и антибиотики;

3)прочие продукты обмена – кристаллы щавелевокислого кальция и другие.

3.6.Оболочка клетки, ее химический состав и роль в жизни клетки. Микроскопическое и ультрамикроскопическое строение клеточной оболочки. Рост клеточной оболочки в длину и толщину. Поры, их образование, типы. Вторичные изменения клеточной оболочки – одревеснение, опробковение, минерализация и ослизнение, физическая суть каждого вида изменения и биологическое значение.

3.7.Размножение клеток: прямое деление (амитоз), непрямое деление

(митоз или кариокинез) и редукционное деление (мейоз). Фазы кариокинеза. Понятие о гаплоидном и диплоидном наборах хромосом.

Тема 4. Растительные ткани

4.1.Определение понятия ткани. Типы тканей по форме клеток, происхождению и физиологической роли.

4.2.Образовательные ткани (меристемы), особенности строения их клеток, типы – первичные и вторичные, верхушечные и боковые. Покровные ткани – эпидермис, его происхождение, строение, устьица, кутикула, волоски; перидерма – ее происхождение, строение, чечевички. Физиологическое значение покровных тканей.

4.3.Механические ткани – склеренхима, колленхима и каменистые клетки (склереиды), особенности их строения.

4.4.Проводящие ткани – трахеиды, сосуды, ситовидные трубки и ситовидные клетки, их строение, значение. Комплексные проводящие ткани

–луб и древесина.

4.5.Ассимиляционные, запасающие и выделительные ткани.

4.6.Понятие о сосудисто-волокнистых пучках, пучки открытого и закрытого типа.

Тема 5. Анатомия и функции стебля

5.1.Стебель, его строение и выполняемые функции.

5.2.Пучковый и беспучковый типы строения стебля. Первичное строение стебля, прокамбиальные пучки, типы их размещения, прокамбиальное кольцо. Обособление первичной коры, сердцевины и

7

первичных сердцевинных лучей. Пучковый и межпучковый камбий. Строение стебля однодольных и двудольных трав.

5.3.Древесный ствол, его части и их функции. Камбий древесного ствола и образование им элементов вторичной древесины и вторичного дуба, клеточный состав комплексных тканей.

5.4.Общие принципы построение древесины ствола, пространственная ориентировка проводящих, механических и запасающих элементов. Сердцевинные лучи древесины, их строение и функции.

5.5.Состав и строение древесины хвойных пород. Смоляные ходы, их строение, типы.

5.6.Строение древесины лиственных пород. Кольцесосудистая и рассеяннососудистая древесина.

5.7.Сравнительная характеристика строения древесины хвойных и лиственных пород. Эволюционная связь между различными элементами древесины. Влияние внешних факторов на строение годичных колец древесины. Выпадение и удвоение годичных колец.

5.8.Изменения в древесине с возрастом. Ядровая древесина, спелая древесина, заболонная древесина.

5.9.Кора дерева. Кора побега и молодого ствола. Функции коры. Строение луба (флоэмы) у хвойных и лиственных пород. Возрастные изменения коры, образование и строение корки, ее роль.

Зарастание ран на стволе дерева.

Тема 6. Строение и функции корня

6.1.Корень, его строение и связи с выполняемыми функциями и той средой, в которой он находится. Придаточные корни и их роль. Понятие о симбиозе высших растений с низшими, клубеньковые бактерии на корнях бобовых, микориза на корнях деревьев и их значение. Зоны корня.

6.2.Первичное строение корня. Корневые волоски. Корневой чехлик. Особенности первичного строения корня в связи с выполняемой функцией и

сусловиями внешней среды. Перицикл, его значение. Вторичное строение корня. Отличия в строении корня и стебля (во вторичном строении) у древесных растений.

Тема 7. Строение и функции листа

7.1.Лист, его основные функции и строение. Части листа. Жилкование. Форма листьев.

7.2.Строение типичного плоского листа. Устьица, их распределение на пластинке листа. Типы ассимиляционной ткани. Строение жилки листа. Различные типы строения листьев в зависимости от условий внешней среды. Листопад. Строение игловидного листа хвойных древесных пород.

8

III. СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ

Тема 8. Введение в систематику

8.1.Общие вопросы систематики растений. Систематика растений и её задачи. Искусственные, естественные и филогенетические системы растительного мира.

8.2.Понятие о систематических единицах (таксонах). Вид как основная систематическая единица. Более крупные систематические единицы – род, семейство, порядок, класс, отдел.

Принципы номенклатуры растений. Современные методы систематики растений.

Тема 9. Низшие растения

9.1 Низшие споровые растения, разделение их на отделы.

9.2.Бактерии. Сине-зеленые водоросли.

9.3.Зеленые водоросли, цикл развития, деление на классы. Происхождение и эволюция зеленых водорослей. Желто – зеленые водоросли.

9.4.Красные и бурые водоросли.

9.5.Роль водорослей в природе.

9.6.Грибы, их общая характеристика, деление на классы. Низшие и высшие грибы. Краткая характеристика классов. Современные представления о происхождении и эволюции грибов. Роль грибов в жизни природы и человека.

9.7.Лишайники, их строение и биологические особенности. Роль лишайников в природе, практическое значение. Лесные лишайники.

Тема 10. Высшие споровые растения

10.1.Общая характеристика споровых растений. Псилофиты – первые наземные растения. Теломная теория происхождения основных органов высших растений. Деление на отделы. Происхождение и основные направления эволюции высших растений. Отдел псилофиты.

10.2.Отдел мохообразные, его деление на классы. Печеночные мхи. Лиственные мхи, их строение, чередование полового и бесполого поколений. Сфагновые мхи, особенности их строения. Происхождение и эволюция мохообразных. Роль мхов в жизни леса. Практическое значение мохообразных.

10.3.Отдел плауновые. Равноспоровые и разноспоровые плауны. Биологические особенности и цикл развития плауна и селагинеллы. Отдел хвощевидные. Биологические особенности и цикл развития хвоща.

10.4.Отдел папоротниковидные. Равноспоровые и разноспоровые папоротники. Биологические особенности и цикл развития щитовника и

9

сальвинии. Биологическое и эволюционное значение разноспоровости. Происхождение и эволюция плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных. Роль в природе в настоящее время и прошлые геологические эпохи. Практическое значение.

Тема 11. Семенные растения

11.1.Отдел голосеменные. Общая характеристика. Цикл развития сосны обыкновенной. Микроспорогенез и развитие мужского гаметофита. Мегаспорогенез и развитие женского гаметофита. Опыление. Оплодотворение и развитие семени. Деление голосеменных на классы. Класс хвойные, деление на подклассы, порядки, семейства. Представители. Происхождение и эволюция голосеменных. Роль в природе, значение в образовании лесов. Использование в народном хозяйстве.

11.2.Отдел покрытосеменные. Общая характеристика. Роль покрытосеменных в природе, значение для человека.

11.3.Особенности цикла развития, мужской и женский гаметофиты. Биологическое и эволюционное значение двойного оплодотворения.

11.4.Сравнение жизненных циклов высших растений.

11.5.Происхождение покрытосеменных. Главные признаки при установлении эволюционного уровня организации покрытосеменных. Деление на классы, их сравнительная характеристика. Система А.Л.

Тахтаджяна. Отличительные особенности. Деление на классы и подклассы, филогенетические связи. Порядки покрытосеменных, их положение в филогенетической системе А.Л. Тахтаджяна. Главнейшие семейства порядков, их характеристика, представители, практическое значение.

11.6.Основные представители лесного напочвенного покрова.

Сем. Бальзаминовые

29.Недотрога обыкновенная