Ботаника. БОТЭКЗ. 1. Особенности строения раст клетки и их отличие от жив клеток
 Скачать 1.82 Mb.
|
|
28. Андроцей Андроцей – совокупность тычинок цветка. Тычинка состоит из: тычиночной нити , пыльника, связника и надсвязника – у большинства видов редуцирован. Пыльник – 4 микроспорангия (гнезда пыльника), сросшиеся по 2 в синангии– 2 теки пыльника. Каждая тека вскрывается продольной щелью. Число тычинок в цветке может изменяться от1 до несколько сотен. Тычинки свободные или сросшиеся. Типы андроцея по характеру срастания тычинок: Однобратственный Двубратственный Многобратственный Тычинки могут прирастать к трубке венчика. Андроцей по длине тычинок: Двусильный Четырехсильный Стаминодии – стерильные тычинки (м. секретировать нектар) Гиностемий (колонка) – андроцей, сросшийся с гинецеем. Стенка пыльника: эпидерма, эндотеций (фиброзный слой) и тапетум (секреторный или периплазмодий) Микроспорогенез – процесс образования микроспор в микроспорангиях (пыльцевых гнездах). Происхдит следующим образом: Путем митоза образование из археспориальной клетки материнских клеток микроспор (2n) Каждая материнская клетка в результате редукционного деления дает тетраду микроспор (n). Покрыты экзиной и интиной. Микрогаметогенез – развитие из микроспор мужского гаметофита или пыльцевого зерна (пылинка) – 1 митотическое деление Каждая пылинка 2-х клеточная: сифоногенная и спермиогенная клетки Сифоногенная кл. вытягивается с образованием трубки. 29. Гинецей Гинецей – это совокупность плодолистиков цветка, образующих один или несколько пестиков; Типы гинецея: Монокарпный – состоит из одного сросшегося краями плодолистика (бобовые) Апокарпный - гинецей, состоящий из нескольких сводных сросшихся краями плодолистиков (магнолия, земляника, лютик) Ценокарпный – гинецей, образованный несколькими плодолистиками, которые срослись между собой; Типы ценокарпного гинецея Синкарпный – плодолистики при срастании образуют многогнездную завязь, при этом число гнезд равно числу плодолистиков, центрально-угловая плацентация (картофель, тюльпан, томат) Лизикарпный – плодолистики срастаются между собой боковыми стенками, которые лизируются и формируется одногнездная завязь с колончатой плацентацией (первоцветные, гвоздичные) Паракарпный – плодолистики при срастании образуют одногнездную завязь с постенной плацентацией (маковые, тыквенные, крестоцветные). • Цветки по относительному расположению пестика и других частей цветка: подпестичные околопестичные надпестичные полунадпестичные Мегаспорогенез – процесс образования мегаспор внутри нуцеллуса В субэпидермальном слое около микропиле образуется материнская клетка мегаспор (2n) В результате редукционного деления возникает тетрада мегаспор (n), три из которых разрушаются Мегагаметогенез – образование зародышевого мешка (женского гаметофита ) из мегаспоры Мегаспора разрастается и трехкратно делится митотическим путем, в результате чего образуется 8 – ми ядерная клетка 3 ядра располагаются на халазальном конце, 3 – на микропилярном, а 2 – отходят к центру зародышевого мешка Ядра обособляются в клетки с образованием 7 клеточного зародышевого мешка В таком состоянии зародышевого мешка яйцеклетка готова к оплодотворению. 30. Определение 1 Опыление — это процесс переноса пыльцы из пыльников растения на рыльце его пестика. Есть два типа опыления растений: Перекрестное опыление. Оно может быть естественным и искусственным. Самоопыление. Теперь остановимся на самоопылении и перекрестном опылении подробнее. Самоопыление Определение 2 Самоопыление — это самостоятельное опыление растения. Такой способ встречается у растений, у которых двуполые цветки. Большинство растений при самоопылении дают семена. К примеру, ячмень, овес, просто. Такой тип опыления и у гороха. Самоопыление встречается у цветков, которые совсем не склонны к раскрытию — из-за этого перекрестное опыление здесь невозможно. Поэтому в процессе самоопыления даже самые маленькие и невзрачные цветки способны давать семена. Однако потомство, полученное в результате самоопыления, считается низко прогрессивным. Растения с таким способом опыления постоянно находятся под угрозой вырождения. Чтобы как-то с этим справляться, небольшой процент цветков у таких растений подвергается внутривидовому опылению. В результате внутривидового опыления получаются растения с отличающимися отцовскими и материнскими зачатками, а также более приспособленные к выживанию в ходе естественного отбора. Как итог — сохранение вида. Перекрестное опыление Перекрестное опыление — это опыление, которое находится в прямой зависимости от внешних факторов, таких как вода, ветер, насекомые и птицы. У кого перекрестное оплодотворение? Разберемся на примерах.( Замечание 1 Процесс опыления ветром называется анемофилия.) Оно встречается у растений с мелкими цветками, собранными обычно в соцветия. Обычно у цветков очень много пыльцы. Она мелкая и сухая и выбрасывается наружу при помощи пыльника, который находится на длинных тонких нитях. Что касается рыльцев, то они длинные и широкие, а также высовываются из цветков, благодаря чему пыльца лучше на них попадает. Таким образом происходит опыление у злаковых и у растений с соцветиями в виде сережек (ольха, береза, хмель, тополь, орех). Также ветром опыляется крапива и конопля, поскольку цветок у них состоит из чашелистиков и простого околоцветника — они не могут привлечь опылителей. (Замечание 2 Энтомофилия — это опыление насекомыми). Как правило, растения, опыляемые таким способом, обладают ароматом, нектаром, достаточно большим размером цветков и привлекающим насекомых цветом, а также у них есть липка пыльца с выростами. Процесс опыления происходит в результате переноса насекомыми пыльцы с одного цветка на рыльца другого: так обеспечивается опыление для двуполых растений.( Пример 1 Насекомыми опыляются мак, ромашка, калина, гречиха, шалфей, молочай и др) (. Замечание 3 Орнитофилия — процесс опыления с помощью птиц.) Обычно так опыляются тропические растения с пестрой окраской, которая привлекает птиц. К примеру, в процессе опыления участвует колибри. Замечание 4 Гидрофилия — вариант опыления водой. У многих водных растений рыльца нитеобразной формы, и пыльца с них переносится водой, а в редких случаях — слизнями. Пример 2 Так происходит у резухи, взморника, роголистки, наяды, элодеи, рунии. Искусственное опыление Искусственное опыление — тип опыления, широко используемый в плодовом и декоративном садоводстве, овощеводстве, а также лесном хозяйстве. Суть его в том, что пыльца переносится искусственным способом: с пыльцы тычинок на рыльца пестиков. По-другому искусственное опыление называется скрещиванием. Благодаря ему селекционеры могут получать новые виды и сорта растений. Оплодотворение Процесс оплодотворения происходит после опыления. Как быстро — зависит от самого растения. У одних — спустя несколько недель, а у других — даже через год. Определение 3 Оплодотворение — процесс слияния мужской и женской клеток. В момент, когда происходит опыление, пыльца находится на рыльце. Чтобы оплодотворение произошло, нужно чтобы пыльца была зрелой и стойкой. Также важно наличие сформированного зародышевого мешочка. Процесс развития и роста пыльцевой трубки происходит в направлении завязи — через рыльце и столбик. В завязи пыльцевая трубка проходит в семенной зачаток и доходит до зародышевого мешка. По достижении яйцеклетки происходит разрыв пыльцевой трубки и выход двух спермиев. Вегетативная клетка разрушается. Далее следует слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого — с диплоидным ядром. В первом случае слияния растет зародыш нового организма, а во втором — образование триплоидной клетки для образования эндосперма. Так происходит процесс двойного оплодотворения. Замечание 5 Зародыш и эндосперм зарождают семя, которое скрыто под кожурой. Завязь формирует плод после оплодотворения. 31. Морфологические типы семян Семя с эндоспермом – эндосперм с запасными веществами в клетке занимает большую часть семени (магнолиевые, лилейные, однодольные) Семя с эндоспермом и периспермом формируется при накоплении питательных веществ, как в эндосперме, так и перисперме (кувшинка, кубышка, перец) Перисперм – это ткань, представляющая собой сохранившуюся и разросшуюся ткань нуцеллуса Семя с периспермом – все запасные вещества откладываются преимущественно в хорошо развитом перисперме (гвоздичные, маревые) Семя без эндосперма и перисперма состоит только из зародыша, который поглощает все питательные вещества и семенной кожуры (бобовые, тыквенные, сложноцветные). Развитие семени может происходить путем: Амфимиксиса – обычный, широко распространенный тип полового процесса, при котором происходит слияние двух неродственных половых клеток (гамет) Апомиксис – развитие зародыша и семени без оплодотворения яйцеклетки (розоцветные, пасленовые, сложноцветные, злаковые) В ходе мегаспорогенеза мейоз не происходит и все клетки зародышевого мешка остаются диплоидными (2n) Партеногенез – развитие зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки Апогамия – развитие зародыша при апомиксисе из любой клетки зародышевого мешка (женского гаметофита) Апоспория – развитие зародыша при апомиксисе из клеток нуцеллуса или интегументов (цитрусовые) 32. Строение плодов и их классификация ПЛОД – орган, который образуется из завязи покрытосеменных растений и обеспечивает семенное размножение • Околоплодник (перикарпий) – это стенка плода, защищающая семена: Экзокарпий – наружный слой околоплодника, состоящий из 1-2 слоев клеток. Кожица на плодах томата, винограда, смородины и др. Видоизменяется в крючки, колючки, крылатки (клен, ольха, гравилат) Мезокарпий – средняя многослойная ткань околоплодника. Состоит из паренхимных клеток, в которых могут накапливаться сахара (абрикос, слива, крыжовник, банан), жиры (маслины, авакадо), белки, органические кислоты и др. Может быть кожистым или перепончатым. Эндокарпий – внутренний слой околоплодника, состоящий из 1-2 слоев клеток. М. б. образован каменистыми клетками и формировать “косточку” (слива, вишня, персик). У цитрусовых клетки эндокарпия видоизменяются в выросты (сочные мешочки, заполненные клеточным соком). Классификация плодов Настоящие плоды образованы только стенкой завязи (у большинства растений) В образовании ложных плодов участвует стенка завязи, другие части цветка (яблоня, земляника) или целиком соцветие Простой плод развивается из завязи одного пестика Сборный плод – образуется из отдельных пестиков апокарпного гинецея Сухие многосемянные вскрывающиеся (коробочковидные) развиваются из моно- и ценокарпных типов гинецея с разным числом гнезд Листовка, Боб, Стручок, Стручочек и Членистый стручок, Коробочка. Сухие односемянные невскрывающиеся (ореховидные) возникают из ценокарпных типов гинецея, у которых развивается только 1 гнездо, а другие, если имелись, редуцируются Орех, орешек , Крылатка (крылатый орех), Желудь, Семянка, Зерновка Сочные многосемянные невскрывающиеся плоды (ягодовидные) – возникают из ценокарпного гинецея Ягода, Тыквина Гесперидий (померанец) Яблоко. Сухие и сочные односемянные невскрывающиеся плоды (костянковидные) – моно- и псевдомонокарпные плоды с хорошо развитым деревянистым эндокарпием (косточкой) и одним семенем Сочная костянка (слива, персик, черешня, абрикос) Сухая костянка (миндаль, грецкий орех, фисташка, кокосовая пальма). 33. Общая характеристика высших растений Высшие растения – самая многочисленная и разнообразная группа растений, становление которой было связано с заселением суши в силурийском периоде палеозойской эры (438 млн. лет назад, длился 24 млн. лет). Многие виды высших растений обитают в водной среде, но в их организации сохраняются признаки приспособления к наземному существованию, говорящие о том, что они возникли вторично из сухопутных форм. Самые ранние высшие растения сохранились в виде спор, поэтому невозможно судить об их строении и жизненном цикле. (Цитологические особенности и структура отдельных участков генома говорит о их родстве с харовыми водорослями). Высшие растения – исключительно многоклеточные организмы. Большинство их имеет побеговую организацию и сложную тканевую структуру вегетативных органов, но есть и талломные формы. Всем высшим растениям (ВР) свойственен жизненный цикл с закономерным чередованием двух фаз, или поколений. Гаметофит – половое поколение (гаплофаза). Берет начало от гаплоидной споры. У низкоорганизованных ВР гаметофит на начальных стадиях развития отличается от взрослого гаметофита и имеет вид нити – протонемы. Гаметофиты высокоорганизованных ВР сильно редуцированны. Низшие представители ВР имеют многоклеточные половые органы – гаметангии, у высокоорганизованных ВР гаметангиев нет. Мужской гаметангий – антеридий. Он варьирует по форме от сферического до узкоцилиндрического, имеет 1слойную оболочку и 1-2 рядную ножку. Внутри антеридия находится сперматогенная ткань, из которой образуются мужские гаметы – сперматозоиды. Антеридий со зрелыми сперматозоидами вскрывается в определенном месте благодаря расхождению клеток или отпадению особой оперкулярной клетки. Женский гаметангий – архегоний, имеет колбовидную форму и состоит из расширенного брюшка и узкой шейки. Архегоний может располагаться на ножке или быть погруженным брюшком в ткань гаметофита. Шейка имеет однослойную стенку, брюшко 2 слойную. Внутри архегония находится 1ряд клеток, базальная клетка ряда занимает почти все брюшко. Это женская гамета – яйцеклетка. В зрелом архегонии шейковые клетки подвергаются автолизу и превращаются в бесструктурную слизистую массу. Спорофит – бесполое поколение (диплофаза). Он образует споры в особых органах спорангиях. Спорангии располагаются на строго определенных частях растений, отличающихся от других его частей. Спорангии могут располагаться одиночно или группами. Группу сближенных спорангиев называют сорусом, а сросшиеся спорангии называют синангиями. Внутри спорангия развивается многоклеточная археспориальная ткань – археспорий. Его клетки после нескольких митотических делений превращаются в спороциты. Каждый из которых в результате мейоза дает начало 4 гаплоидным спорам (тетрада спор). Из спор вырастают гаплоидные гаметофиты, которые у низших представителей ВР существуют самостоятельно, независимо от спорофита. 34. Жизненный цикл ВР Под жизненным циклом (ЖЦ) понимают совокупность всех фаз развития, пройдя которые, обычно, начиная с зиготы, растительный организм достигает зрелости и становится способным дать начало следующему поколению. Жизненный цикл высших растений состоит из двух фаз (или поколений) – бесполой, или спорофазы (спорофита), и половой, или гаметофазы (гаметофита). Мы видим, что у растений возможно два способа размножения – половой (с помощью гамет) и бесполый (с помощью спор), соответственно этим способам называют сами поколения. Как половая, так и бесполая формы размножения имеют определенные биологические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся особь генетически не тождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обеспечивает рекомбинативную генетическую изменчивость организмов из поколения в поколение, поэтому половое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при естественном отборе. При бесполом размножении наследственные особенности передаются без изменений и могут легко закрепляться в ряду поколений, при этом как бы «тиражируется» наследственный материал родительской особи и возможен быстрый рост численности. Гаметофит и спорофит могут быть одинаковыми как морфологически, так и по продолжительности жизни (изоморфное чередование поколений) или резко различны (гетероморфное чередование). Для высших растений характерно гетероморфное чередование поколений. Оба поколения развиваются либо независимо как самостоятельные особи, либо одно поколение не образует самостоятельного растения, а «поселяется» на другом. (Например, у мхов спорофит развивается на зеленом гаметофите, а у семенных растений очень сильно редуцированный бесхлорофилльный гаметофит никогда не покидает спорофита, находясь по существу в сформированных спорофитом органах). Соответственно преобладанию в ЖЦ гаметофита и спорофита все ВР делятся на 2 неравные группы. Меньшая группа характеризуется преобладанием гаметофита (гаплоидной фазы), ее представителями являются моховидные. Большая группа, где в ЖЦ преобладает спорофит (диплоидная фаза), делится на 2 подгруппы – высшие споровые растения и сосудистые растения 35. Систематика высших растений Систематика (от греч. systēmatikós – упорядоченный, относящийся к системе) – раздел биологии, основной задачей которого является описание и наименование всех существующих и вымерших организмов, их классификация (распределение) по группам (таксонам) определенного ранга и установление филогенетических отношений между ними. Система таксонов м.б. построена на разных принципах. Развитие систематики как науки условно делят на следующие исторические этпы: 1. Этап прикладной систематики (утилитарных классификационных систем). 4 в. до н.э. – конец 16 века 2. Этап искусственной систематики (искусственных классификационных систем). Конец 16 века – середина 18 века 3. Этап естественной систематики (естественных классификационных систем). Середина 18 века – середина 19 века 4. Этап филогенетической систематики (эволюционных классификационных систем). Середина 19 века – до наших дней. 36. Систематика высших растений- виды систем, ботаническая номенклатура. Систематика (от греч. systēmatikós – упорядоченный, относящийся к системе) – раздел биологии, основной задачей которого является описание и наименование всех существующих и вымерших организмов, их классификация (распределение) по группам (таксонам) определенного ранга и установление филогенетических отношений между ними. Система таксонов м.б. построена на разных принципах. Выделяют следующие виды систем. В параметрической системе выбирают какой-то дискретно (прерывный, дробный) варьирующий признак (параметр) и в 1 таксон объединяют объекты с одинаковыми значениями этого признака. В комбинаторной системе учитывают значения нескольких одинаково важных признаков. Каждый таксон включает объекты с определенным сочетанием значений этих признаков. Таксоны этих 2 систем связаны отношениями сродства. В иерархической системе таксоны связаны отношением включения. Такие системы обеспечивают наиболее эффективную «свертку» информации. Эти системы хорошо вписываются в представления о дивергентной эволюции живого мира Земли. Поэтому они получили наибольшее распространение в современной биологии. Схемы имеют вид ветвей (clados греч. – ветвь; направление – кладизм; Вилли Хеннинг 1913 – 1976). |