Osnovy_botaniki
.pdfУЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Е.С. Сысун-Гук, В.Н. Кравцова, Е.О. Юрченко, И.С. Семитко
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
специальность «1 31 01 01-03 Биология (биотехнология»
Пояснительная записка Теоретический раздел Практический раздел Раздел контроля знаний Вспомогательный раздел
Пинск
ПолесГУ
2021
Полесский государственный университет |
1 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебно-методический комплекс по дисциплине "Основы ботаники" представляет собой целостную совокупность разновидностей учебных материалов, необходимых для проведения всех видов занятий по данной дисциплине, являющейся одной из фундаментальных в подготовке студентов направления специальности 1 31 01 01-03 "Биология (биотехнология) ".
Целью создания учебно-методического комплекса является систематизация материала, необходимого для реализации требований образовательных программ и образовательных стандартов высшего образования.
Внем обозначены основные вопросы по изучаемому курсу, указана литература, необходимая для углубления и расширения объема знаний, полученных на лекциях и почерпнутых из данного УМК.
Вструктуре УМК представлены следующие основные разделы: теоретический раздел; практический раздел; раздел контроля знаний; вспомогательный раздел.
Втеоретическом разделе комплекса представлен краткий конспект лекций дисциплины "Основы ботаники", в котором изложены основные темы, изучаемые при прохождении курса.
Практический раздел комплекса содержит материалы, необходимые для подготовки к лабораторным занятиям. В нем приведены темы, выносимые на рассмотрение на лабораторных занятиях, а также темы рефератов и кратких сообщений.
Раздел контроля знаний содержит материалы итоговой аттестации (перечень вопросов к экзамену).
Во вспомогательном разделе УМК представлена программа курса "Основы ботаники", в соответствии с которой формулировались и компоновались все другие элементы структуры учебно-методического комплекса. Приведены списки основной и дополнительной литературы, которая может быть использована при изучении дисциплины "Основы ботаники".
Полесский государственный университет |
2 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ………………………………… 9 ЧАСТЬ 1 (1-Й СЕМЕСТР)
Анатомия и морфология растений, Основы экологии растений и фитоценологии……………………………………….
1ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ 9
БОТАНИКИ ………………………………………………………
1.1Отличительные особенности растений и положение в 9 системах органического мира………………………………….....
1.2Значение растений и основные разделы ботаники……………... 11
1.3Краткая история развития ботаники…………………………….. 13
1.4Появление первых растений на Земле…………………………... 14
2 СТРУКТУРА РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ…………………… 16
2.1Ботаника и растительная клетка ……………………….…..……. 16
2.2Структура растительной клетки. Протоплазматические 16
компоненты …...……………………………………………………
2.3Органоиды…………………………………………………………. 18
3 ОБОЛОЧКА РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ …………………… 24
3.1 Химический состав и структура оболочки растительной клетки 24
3.2Образование и рост оболочки…………………………………….. 25
3.3 |
Изменения клеточной оболочки в онтогенезе клетки…………… 26 |
|
4 |
НЕПРОТОПЛАЗМАТИЧЕСКИЕ |
КОМПОНЕНТЫ 29 |
|
КЛЕТКИ. ТЕОРИЯ СИМБИОГЕНЕЗА ………………………. |
|
4.1 |
Непротоплазматические компоненты …………………………… 29 |
|
4.2 |
Теория симбиогенеза ……………………………………………… 31 |
|
5 |
ТКАНИ РАСТЕНИЙ. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ И 35 |
|
|
ОСНОВНЫЕ ТКАНИ ……………………………………………. |
5.1Понятие о тканях и их классификация ………………………….. 35
5.2Меристематические (образовательные) ткани …………………. 36
5.3Основные (паренхимные)ткани………………………………….. 39
6 ПОКРОВНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ ….…………... 42
6.1 Понятие о покровных тканях ………………..…………………… 42
6.2Эпидерма …………………………………………………………… 42
6.3Строение и типы устьичного аппарата …………………………... 44
6.4 Механические ткани……………………………………….……… 47
7 ПРОВОДЯЩИЕ И ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ ………….. 51
7.1Ксилема…………………………………………………………….. 51
Полесский государственный университет |
3 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
7.2Флоэма……………………………………………………………… 54
7.3Выделительные ткани…………………………………………….. 56
8 |
ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ. КОРЕНЬ ……… |
58 |
8.1 |
Органы высших растений………………………………………… |
58 |
8.2 |
Корень. Морфологическое строение корня……………………… |
60 |
8.3 |
Микроскопическое строение корня……………………………… |
63 |
8.4Осевой цилиндр. Вторичное строение корней…………………… 66
8.5Микроскопическое строение видоизменений корней………….. 69
8.6Микориза…………………………………………………………… 71
9 ПОБЕГ …………………………………………………………….. 73
9.1Строение и типы побегов…………………………………………. 73
9.2Микроскопическое строение стебля……………………………… 78
9.3Строение стебля голосеменных растений……………………….. 83
9.4 |
Строение стебля двудольных травянистых растений…………… |
85 |
9.5 |
Строение стебля однодольных растений………………………… |
86 |
9.6 |
Понятие о стеле. Стелярная теория……………………………… |
88 |
10 |
ЛИСТ. ВИДОИЗМЕНЕНИЯ ПОБЕГОВ ……………………… |
92 |
10.1 |
Морфологическое строение листа……………………………….. |
92 |
10.2 |
Разнообразие листьев и анатомическое строение ……………… |
97 |
10.3 |
Основные видоизменения побега………………………………… |
101 |
10.4 |
Подземные видоизменения побега……………………………….. |
105 |
11 |
РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ ………………………………… |
110 |
11.1Общее понятие о размножении и его формы……………………. 110
11.2Размножение растений спорами………………………………….. 114
11.3Половой процесс…………………………………………………... 115
11.4Цикл воспроизведения……………………………………………. 117
11.5Семенное размножение…………………………………………… 118
12 ЦВЕТОК …………………………………………………………… 120
12.1 Части цветка и их расположение………………………………… 120
12.2Околоцветник……………………………………………………… 124
12.3Андроцей…………………………………………………………… 125
12.4Гинецей…………………………………………………………….. 129
13 ФОРМУЛА И ДИАГРАММА ЦВЕТКА. СОЦВЕТИЯ ……… 136
13.1Формула и диаграмма цветка…………………………………….. 136
13.2Цветение и опыление растений………………………………….. 137
13.3 Морфологические признаки соцветий…………………………… 141
13.4 Классификация соцветий…………………………………………. 143
14 ПЛОД. СЕМЯ. ПРОРОСТОК ………………………………….. 149
Полесский государственный университет |
4 |
|
ОСНОВЫ БОТАНИКИ |
|
|
14.1 |
Строение и классификация плодов………………………………. 149 |
14.2 |
Характеристика основных видов плодов………………………… 151 |
14.3Семена……………………………………………………………… 155
14.4Проросток………………………………………………………….. 159
15 РАСТЕНИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ……………. 162
15.1Общее представление об экологических факторах…………….. 162
15.2Общие закономерности действия экологических факторов на 162
живые организмы…………………………………………………..
15.3 |
Градиенты экологических факторов и катена…………………… |
166 |
16 |
ГЕОБОТАНИКА. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ РАСТЕНИЙ 168 |
|
|
ДРУГ С ДРУГОМ ……………………………………………….. |
|
16.1 |
Геоботаника как наука……………………………………………. |
168 |
16.2 |
Биотические факторы……………………………………………… 170 |
|
16.3 |
Взаимоотношения растений друг с другом (комменсализм, 173 |
|
|
мутуализм, аменсализм) ………………………………………….. |
|
17 |
СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ…………………. 180 |
17.1Специфичность видов по воздействию на среду (виоленты, 180 патиенты и эксплеренты) …………………………………………
17.2 |
Флористический состав фитоценозов…………………………… |
185 |
17.3 |
Факторы, определяющие в идовое богатство фитоценоза……… 187 |
|
18 |
ЦЕНОПОПУЛЯЦИЯ. СТРУКТУРА ФИТОЦЕНОЗА ……… |
194 |
18.1Ценопопуляционный состав. Структура и динамика 194
ценопопуляций……………………………………………………..
18.2 Распределение особей в пространстве…………………………… 196
18.3Соотношение полов и виталитет в ценопопуляции…………….. 197
18.4Вертикальная структура фитоценоза…………………………….. 199
18.5Горизонтальная структура фитоценоза………………………….. 203
ЧАСТЬ 2 (2-Й СЕМЕСТР) |
204 |
Разнообразие растительного мира……………………………… |
|
1ГРИБОПОДОБНЫЕ ОРГАНИЗМЫ: ПСЕВДОГРИБЫ И 208
СЛИЗЕВИКИ………………………………………………………
1.1Общая характеристика псевдогрибов…………………………….. 208
1.2 Основные таксоны и представители отдела оомикотовые грибы 209
(Oomycota) …………………………………………………………
1.3Отдел Слизевики…………………………………………………... 214
1.4 Класс Оомицеты (Oomycetes) …………………………………… 216
2 ЦАРСТВО ГРИБЫ. НИЗШИЕ ГРИБЫ………………………. 218
2.1Общая характеристика царства Грибы - Mycota………………... 218
Полесский государственный университет |
5 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
2.2 Отдел Хитридиевые грибы (Chytridiomycetes) ………………. 223
2.3Группа отделлов Зигомицеты (Zigomycetes)…………………... 223
3 ВЫСШИЕ ГРИБЫ ……………………………………………… 225
3.1Отдел Сумчатые грибы (Ascomycota) ………………………….. 225
3.2Отдел Базидиальные грибы (Basidiomycota) …………………... 230
3.3Анаморфные грибы ……………………..………………………... 236
3.4Роль грибов в природе и значение их для человека……………. 237
4 ВОДОРОСЛИ (ALGAE). ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА…... 239
4.1 Особенности строения водорослей……………………………… 239
4.2Размножение водорослей…………………………………………. 242
4.3Экологические группы водорослей……………………………… 243
4.4 Значение водорослей……………………………………………… 246
5 КЛАССИФИКАЦИЯ ВОДОРОСЛЕЙ ………………………… 247
5.1Отдел Синезеленые водоросли (Cyanophyta) …………………... 247
5.2Класс Желтозеленые водоросли (Xanthophyceae) ……………... 249
5.3Отдел Диатомовые водоросли (Diatomophyta) …………………. 250
5.4Класс Бурые водоросли (Phaeophyceae) ………………………... 252
6 КЛАССИФИКАЦИЯ ВОДОРОСЛЕЙ (продолжение) ……… 254
6.1Отдел Красные водоросли (Rhodophyta) ……………………….. 254
6.2Отдел Зеленые водоросли (Chlorophyta) ………………………... 256
6.3Отдел Харовые водоросли (Charophyta) ………………………... 259
7 ГРУППА ОТДЕЛОВ МОХОВИДНЫЕ (BRYOPHYTA)…….. 261
7.1Отдел Антоцеротовые (Аnthocerotophyta) ……...………………. 261
7.2Отдел Печеночники (Marchantiophyta) …………………………. 261
7.3Отдел Листостебельные мхи (Bryophyta) ……………...……….. 265
7.4Отдел Плаунообразные (Lycopodiophyta) ………………...…….. 271
8 ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ (POLYPODIOPHYTA).. 273
8.1Общая характеристика отдела……………………………………. 273
8.2Класс Офиоглоссопсиды (Ophioglossopsida) …………………… 273
8.3Класс Мараттиопсиды (Marattiopsida) ………………………….. 274
8.4Класс Полиподиопсиды (Polypodiopsida) ………………………. 274
8.5Класс Хвощи (Equisetopsida)……………..………………………. 278
9 ГРУППА ОТДЕЛОВ ГОЛОСЕМЕННЫЕ (PINOPHYTA, 282
ИЛИ GYMNOSPERMAE)……………………………………….
9.1Общая характеристика отдела……………………………………. 282
9.2 Класс Семенные папоротники (Lyginopteridopsida) …………… 283
9.3Отдел Саговниковые (Cycadophyta) …………………………….. 284
9.4Отдел Гингковые (Ginkgoophyta) ………...……………………… 286
Полесский государственный университет |
6 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
9.5Отдел Хвойные (Pinophyta) ……………………………..………. 288
9.6Отдел Гнетовые (Gnetophyta) ……………………………….….. 295
10 ОТДЕЛ |
МАГНОЛИОФИТЫ, |
ИЛИ |
301 |
ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ (MAGNOLIOPHYTA, |
ИЛИ |
|
ANGIOSPERMAE) ……………………………………………..…
10.1Происхождение Магнолиофитов………………………………… 303
10.2Общая характеристика Магнолиофитов………………………… 304
11 КЛАСС ДВУСЕМЯДОЛЬНЫЕ (MAGNOLIOPSIDA, ИЛИ 306 DICOTYLEDONES). ПОДКЛАССЫ МАГНОЛИИДЫ
(MAGNOLIIDAE) И РАНУНКУЛИДЫ
(RANUNCULIDAE)…………………………………………….….
11.1Подкласс Магнолииды: порядок Магнолиецветные 306
(Magnoliales) ……………………………………………………….
11.2Подкласс Магнолииды: порядок Кувшинкоцветные 307
(Nymphaeales) ……………………………………………………...
11.3Подкласс Ранункулиды: порядок Лютикоцветные 308
|
(Ranunculales) ……………………………………………………... |
|
11.4 |
Подкласс Ранункулиды: порядок Макоцветные (Papaverales)… |
311 |
12 |
ПОДКЛАССЫ ГАМАМЕЛИДИДЫ (HAMAMELIDIDAE) И 313 |
|
|
КАРИОФИЛЛИДЫ (CARYOPHYLLIDAE)………………….. |
|
12.1 |
Подкласс Гамамелидиды: порядок Букоцветные (Fagales) …… |
313 |
12.2Подкласс Гамамелидиды: порядок Березоцветные (Betulales)... 315
12.3Подкласс Кариофиллиды: порядок Гвоздикоцветные 318
(Caryophyllales) ……………………………………………………
13 ПОДКЛАСС ДИЛЛЕНИИДЫ (DILLENIIDAE)……………… 322
13.1Порядок Верескоцветные (Ericales) …………………………….. 322
13.2Порядок Тыквоцветные (Cucurbitales) ………………………….. 325
13.3Порядок Каперсоцветные (Capparales): семейства Каперсовые 327
иКрестоцветные) ………………………………………………….
13.4Порядок Мальвоцветные (Malvales) …………………………….. 330
14 ПОДКЛАСС РОЗИДЫ (ROSIDAE)…………………………….. 333
14.1Порядок Розоцветные (Rosales) …………………………………. 333
14.2Порядок Бобовоцветные (Fabales) ………………………………. 337
14.3Порядок Сельдереецветные, или Аралиецветные (Apiales, или 341
Araliales) ……………………………………………………………
15 ПОДКЛАССЫ ЛАМИИДЫ (LAMIIDAE) И АСТЕРИДЫ 344
(ASTERIDAE) ………..…………………………………………….
15.1 Подкласс Ламииды: порядок Пасленоцветные (Solanales) ……. 344
Полесский государственный университет |
7 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
15.2 Подкласс Ламииды: порядок Норичникоцветные 346
(Scrophulariales) ……………………………………………………
15.3Подкласс Ламииды: порядок Ясноткоцветные (Lamiales) ……. 347
15.4Подкласс астериды: порядок Астроцветные (Asterales) ………. 349
16 КЛАСС ОДНОСЕМЯДОЛЬНЫЕ (LILIOPSIDA, ИЛИ 354
MONOCOTYLEDONES)…………………………………………
16.1 Характеристика класса Односемядольные……………………… 354
16.2 Подкласс Алисматиды: порядок Частухоцветные (Alismatales) 356
17 ОДНОСЕМЯДОЛЬНЫЕ: ПОДКЛАСС ЛИЛИИДЫ 358
(LILIIDAE)…………………………………………………………
17.1Порядок Лилиецветные (Liliales) ………………………………... 358
17.2Порядок Спаржецветные (Asparagales) …………………………. 359
17.3Порядок Ятрышникоцветные (Orchidales) ……………………… 360
17.4Порядок Осокоцветные (Cyperales) ……………………………... 362
17.5Порядок Мятликоцветные (Poales) ……………………………… 363
ПРАКТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ…………. ………………………… 365 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ .……………………………. 389 РАЗДЕЛ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ….…………………………….. 391 УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ …………………. 401
Полесский государственный университет |
8 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
ЧАСТЬ 1 (1-Й СЕМЕСТР) Анатомия и морфология растений
Основы экологии растений и фитоценологии
ТЕМА 1: ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БОТАНИКИ
ПЛАН:
1.1Отличительные особенности растений и положение в системах органического мира
1.2Значение растений и основные разделы ботаники
1.3Краткая история развития ботаники
1.4Появление первых растений на Земле
1.1 Отличительные особенности растений и положение в системах органического мира
Ботаника (гр. botane – росток, трава) – наука о растениях, их структуре, жизнедеятельности, распространении. Объектом изучения ботаники являются растения на разных уровнях их организации.
Растительный мир богат и разнообразен. На поверхности Земли насчитывается свыше 500 000 видов растений, из них 200 000 – цветковых. Среди этой большой группы встречаются одноклеточные водоросли, которые можно увидеть только в микроскоп, и гиганты растительного мира – секвойи и секвойядендроны, высота которых может достигать 112 м, а диаметр – 11 м.
Растения характеризуются рядом особенностей организации, которые позволяют выделить их в особое царство. Отличительными признаками этой группы являются такие:
1)преобладание автотрофного способа питания, т.е. способность создавать органические вещества из неорганических, используя энергию Солнца. В противоположность автотрофным растениям, животные питаются уже готовыми органическими веществами, усваивая их и используя связанную в
них энергию. Поэтому их называют гетеротрофными организмами. Кроме животных, к гетеротрофам относятся также грибы, большинство бактерий. Однако и среди растений встречаются гетеротрофные организмы, например растения-паразиты (повилика, заразиха, раффлезия) и сапрофиты (орхидеи);
наличие жесткой углеводной клеточной оболочки, придающей клеткам растений определенную форму и прочность. Следовательно, для растений характерен осмотрофный способ поглощения пищи (путем всасывания). Клеточные оболочки иного химического состава имеют также грибы и некоторые прокариоты;
Полесский государственный университет |
9 |
ОСНОВЫ БОТАНИКИ
2)малоподвижный («оседлый») образ жизни, причинами которого могут быть следующие:
возможность получать необходимые для фотосинтеза вещества (углекислый газ, воду, энергию Солнца) на месте;
получение минерального питания путем всасывания через корневые окончания;
наличие жесткой клеточной стенки, так называемого наружного «скелета».
Однако нельзя сказать, что растения являются полностью неподвижными организмами, т. к. они растут, корневища продвигаются в почве, побег поворачивается к источнику света, лианы закручиваются вокруг опоры, цветки некоторых растений раскрываются и закрываются в определенное время и т.д. Кроме того, есть еще два признака:
•способность расти в течение всей жизни, т.е. это организмы с незавершенным открытым ростом;
•расселение с помощью зачатков – зооспор, спор, семян, связанное с «оседлым» образом жизни растений. Животные же чаще расселяются путем передвижения во взрослом или активном состоянии.
Вышеперечисленные признаки, отличающие растения от других
организмов, обуславливают наличие у них структур, присущих только им, таких, как хлорофилл, хлоропласты, клеточная стенка, центральная вакуоль, ксилема, флоэма, корневая система и т. д.
В настоящее время существует большое количество систем органического мира. Приведем одну из них, широко применяемую в России (Тахтаджян, 1973) рисунок 1.
Рисунок 1. – Система органического мира (по А.Л. Тахтаджяну)
Согласно данной классификации царство Растения относится к надцарству эукариотических организмов и подразделяется на три подцарства:
багрянок (красных водорослей), настоящих водорослей и высших растений. К высшим растениям относятся наземные и вторично водные организмы (мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные).
Полесский государственный университет |
10 |