Строение и физиология растений класса двудольных

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Особенности строения и физиологии двудольных растений……………….4

2. Размножение двудольных растений………………………………………….6

3. Описание некоторых семейств класса двудольных…………………………8

Заключение……………………………………………………………………….14

Список литературы………………………………………………………………15

Введение

Растения непрерывно преобразуют солнечный свет в энергию и, тем самым, являются важным звеном в жизненной цепочке, охватывающей всю планету. Механизм действия этих «фабрик энергии» - настоящее чудо, равное таинству самой жизни

Растения - это живые «химические заводы», где непрерывно происходят сложные реакции. Сопровождающий эти реакции газообмен делает пашу планету пригодной для жизни. Неоценимое значение растений для окружающей среды и климата наглядно видно на примере вырубки влажных тропических лесов и тех губительных последствий, к которым она привела. Но происходит и обратный процесс: внешние условия тоже влияют на рост и развитие растений. Так, потоки ультрафиолетового излучения, хлынувшие на Землю через дыры в озоновом слое, угнетают рост и плодоношение некоторых видов. Большинство растений - от крохи-подснежника до дерева-великана - весьма сходны по внутреннему строению, несмотря на разительные внешние различия.

Современная классификация растений достаточно сложна, она включает в царство растений 10 отделов, среди, которых в отделе покрытосеменных выделяется большой класс двудольных растений.

1. Особенности строения и физиологии двудольных растений

Двудольные - самый обширный класс рода цветковых растений, насчитывающего свыше четверти миллиона видов. Большинство из них - травянистые растения, не образующие надземных древесных тканей.

У зародыша двудольных растений имеются две боковые семядоли - склады питательных веществ или первые листочки, необходимые семенам для прорастания.

К классу двудольных принадлежат и деревья, и кустарники, но подавляющее большинство составляют травянистые растения. У листьев двудольных растений, как правило, сетчатое жилкование, а проводящие пучки в толще стебля расположены концентрическими кольцами.

Двудольными растениями являются вес деревья, в том числе такие исполины, как растущая на западном побережье США гигантская секвойя высотой до 112 м.

В царстве земной флоры насчитывается около 260 тысяч видов растений, и существует несколько методов их классификации по родственным группам. Так, по цикличности роста и плодоношения вес растения можно разделить на однолетники, двулетники и многолетники. Любое двудольное растение относится к одной из этих групп. Группы растений

К числу однолетников принадлежат многие неприхотливые сорняки, которые успевают вырасти, отцвести, дать семена и увянуть за один благоприятный по погодным условиям сезон. Растения, полный цикл развития которых умещается всего в несколько недель, называются эфемерами или однодневками.

Цикл роста и созревания двулетних растений длится два года. Надежно укоренившись за первый сезон и сформировав листовую розетку, такие растения продолжают развитие и плодоносят лишь на следующий год, после чего погибают.

Многолетники, достигнув определенного возраста, продолжают расти и цвести каждый год. Однако на это взросление иногда уходит немало времени, и некоторые орхидеи вроде растущего в Новом и Старом Свете венериного башмачка впервые цветут лишь на шестнадцатом году жизни.

Кустарники отличаются от деревьев тем, что не имеют выраженного ствола и начинают ветвиться у самой поверхности почвы. Такие кустарники, как дрок, имеют обыкновение внезапно отмирать, прожив несколько лет и принеся, по-видимому, достаточно семян для успешного продолжения рода. Некоторые виды альпийских растений и бамбуков вкладывают столько энергии в формирование цветков, плодов и семян, что после обильного цветения погибают, заложив в новые семена отборнейший генетический продукт.

2. Размножение двудольных растений

Если в зависимости от числа семядолей все цветковые растения делятся на два основных класса, то строение цветка служит ключом к формированию семейств. Некоторые цветки так замысловато устроены, что даже бывает трудно различить их составные элементы, однако в любом из них можно найти четыре основных компонента - наружные чашелистики, внутренние лепестки, мужские органы, или тычинки, и женские органы. Тычинка представляет собой тонкую, длинную нить, увенчанную пыльником, вырабатывающим мужские гаметы (половые клетки), т. с. пыльцу. Женские органы состоят из трех элементов - рыльца, столбика и завязи, где содержатся яйцеклетки. Совокупность мужских органов называют андроцеем, а женских - гинецеем. Выработанную пыльниками пыльцу либо сдувает ветер, либо ее случайно или намеренно уносят животные-опылители. Пыльца почти невесома и легко осыпается при малейшем дуновении ветерка. Чаще всего в роли опылителей и переносчиков пыльцы выступают насекомые. Прилипшие к насекомому зернышки попадают на липкое рыльце цветка, где и прорастают. Процесс прорастания и слияния пыльцы с яйцеклеткой в завязи называется оплодотворением, При перекрестном опылении пыльца с одного расте­ния попадает на рыльце другого. Большинство растений стремятся не допускать вредного в генетическом отношении самоопыления.

Почти все двудольные пользуются услугами насекомых-опылителей, приманивая их хитроумными уловками. Издалека - иногда за несколько сотен метров - добровольного помощника привлекает запах. Затем вступает в действие второй стимул - цвет, и насекомое летит на понравившийся ему яркий цветок. И, наконец - как у некоторых высокоразвитых орхидей (например, офриса мухоносного и офриса пчелоносного) - подключается осязательный стимул, когда растение имитирует внешний вид самки насекомого. Усевшись на цветок, самец приходит в возбуждение и пытается с ним спариться, при этом скрытая в особых мешочках пыльца припудривает шею или тело незадачливого жениха. Он же, перелетев на другое растение, продолжает свои ухаживания, в это время принесенная пыльца попадает на рыльце, опыляя цветок.

Растения, привлекающие насекомых-опылителей, называются энтомофильными, а те, что доверяют опыление ветру - анемофильными. Между ними имеется ряд существенных различий. Большинство двудольных - энтомофильные растения, но есть среди них и такие, которое действуют по принципу самообслуживания. Это любопытное свойство называется клейстогамией и присуще некоторым видам фиалок. Раскрывающийся «цветок» фиалки - на самом деле готовый плод, заполненный ровными рядами семян. Преимущество этого способа - быстрота, позволяющая за одно лето дать созревшие семена. Зато в конце сезона происходит половое размножение, повышающее жизнестойкость потомства. Большинство растений всячески избегает самоопыления, чаще всего замедляя созревание пыльцы или восприимчивость рылец. Таким образом, пыльца, попавшая на рыльце того же цветка, не прорастает, а к моменту, когда рыльце созреет и покроется липким слоем, собственная пыльца цветка будет уже развеяна по ветру. Энтомофильные цветки часто имеют правильную форму, т. е. зигоморфны. Это значит, что у них только одна ось симметрии. У цветка неправильной формы, как правило, имеется «посадочная площадка» для насекомых-опылителей. Цвет и форма цветка указывают дорогу к такой площадке на одном или нескольких сросшихся лепестках. Склонившись над залетным гостем, тычинки осыпают его спинку пыльцой, а насекомое тем временем усердно собирает сладкий нектар, предложенный цветком в награду за труды.

Цветки правильной формы, то есть имеющие насколько осей симметрии, называются актиноморфными. В классе двудольных растений наблюдается богатое разнообразие цветковых форм.

3. Описание некоторых семейств класса двудольных

Семейство лютиковых объединяет около 1500 видов трав и кустарников, многие из которых - частые гости в наших садах, не говоря уже о дикой природе. Впрочем, в садах хорошо себя чувствуют и некоторые дикие виды, в том числе влаголюбивая калужница болотная. У всех лютиковых обычно пять лепестков и множество тычинок. Многие растут в лесах - например, североамериканский клопогон, печеночница или перелеска благородная, а также житель европейских горных лесов дикий ломонос. Зато всевозможные акониты, водосборы и анемоны - желанные гости в любом саду.

Есть в семействе лютиковых и ядовитые растения, которые таким способом защищаются от травоядных животных. Например, ядовитый аконит пирамидальный был, по-видимому, завезен в Англию с континента, и от его яда, тайно подсыпанного в бокал вина, погиб не один вельможа.

В семействе кувшинковых есть обитатели жарких и умеренных широт, часто встречаю­щиеся в садах и дикой природе. У разных кувшинковых, считающихся одним из самых древних семейств двудольных растений, разное количество лепестков. Тропическую кувшинку легко узнать по крупному цветку, гордо красующемуся над водой на длинном стебле. Так растения спасаются от частых перепадов уровня воды в сезон дождей. Не менее краси­вые кувшинки умеренных широт лежат прямо на поверхности водоемов, т. к. в этих краях уровень воды более или менее постоянен. Признанный король красоты среди кувшинковых - лотос с его великолепными розовыми цветками. Буддисты поклоняются ему, веруя, что Будда появился на свет из гигантского цветка лотоса. В Египте глубоко почитаемым цветком была кувшинка, изображения которой встречаются на барельефах, созданных 3500 лет назад.

Еще одно популярное семейство двудольных растений - первоцветы, которых насчитывают около 1000. Они распространены в северном полушарии и под разными названиями - примула, буквица, медуница и т. д. -в изобилии растут на лугах и пастбищах. Особого упоминания заслуживает аврикула, пришедшая в культурные сады с альпийских склонов. Натуралисты викторианской эпохи вывели множество сортов этого цветка.

Примулы отличаются необычным способом опыления, безотказно действующим в обоих вариантах. У всех первоцветов на одних растениях распускаются только короткостолбчатые цветки, а на других - только длинностолбчатые, но никогда те и другие вместе. Перекрестное опыление осуществляет насекомое-опылитель вроде бабочки с длинным хоботком, которая собирает пыльцу с одних цветков и переносит ее на другие.

Чтобы устоять перед нашествиями травоядных животных и прожорливых гусениц, растения вынуждены смазывать свои листья и стебли ядом. Иными словами, многие растения очень ядовиты, а некоторые даже смертельно опасны для людей. Растения служат пищей всем животным, в том числе и человеку. Люди научились использовать питательные и целебные свойства нескольких семейств, и даже смертельные яды в незначительных дозах успешно применяются для лечения разных болезней. Из растительного сырья получают активные ингредиенты многих лекарственных препаратов.

Выживание рода человеческого всецело зависит от полудюжины важнейших растений-кормильцев, но все они - однодольные злаки, в том числе рис, пшеница и сахарный тростник. Однако и среди двудольных немало наших любимцев - горох и фасоль, капуста, картофель, морковь, сельдерей и многие другие. Ценность некоторых растений заключается не в их питательных свойствах. Так, семейство бобовых отличается удивительным разнообразием - от низкорослого земляного ореха и индиго до высоких акаций, дающих тень кофейным плантациям, и кассии, из которой получают известное слабительное средство сенну. И как лишнее доказательство того, что любая придуманная человеком классификация хромает, цветки овощных растений могут быть и правильной, и неправильной формы.

Самые неправильные по форме цветки похожи на бабочек, за что их обладатели получили название мотыльковых. У пятилепесткового цветка фасоли имеется верхний парус, два боковых крыла и два сросшихся нижних лепестка. Цветками правильной формы может похвастаться недотрога-мимоза из семейства бобовых, нежные листочки которой от малейшего прикосновения складываются вдвое. В оранжерее это тропическое деревце вполне уместно, но у себя на родине оно нередко становится сорняком плантаций кокосовых пальм.

Семейство крестоцветных, или горчичных, включает свыше 3200 видов, но, пожалуй, наибольшую пользу человеку приносит капустный род. Его прародительницу, дикую капусту, и сегодня часто можно увидеть на известняковых склонах. Занявшись около 2000 лет назад целенаправленной селекцией, человек вывел множество разновидностей и сортов капусты. Так, из растений с крупными почками была выведена брюссельская капуста, с крупными сердцевинами - обыкновенная листовая, с крупными стеблями - кольраби, а с крупными соцветиями - брокколи.

Цветки всех крестоцветных имеют по четыре лепестка, четыре чашелистика, а зернышки представляют собой двухкамерные коробочки. Из многих крестоцветных были выведены популярные садовые культуры, в том числе обриета, арабис, иберис и лакфиоль. Древние британцы разрисовывали себя узорами с помощью синего отвара крестоцветной вайды.

В многочисленном семействе зонтичных немало полезных трав со специфическим пряным запахом и вкусом. К примеру, еще древние римляне приправляли фенхелем рыбные блюда, и эта кулинарная традиция сохранилась до наших дней. К другим пряным травам из того же семейства относятся кориандр, петрушка, тмин, купырь, укроп и сельдерей. Всем им присущи характерные черты семейства зонтичных - по пять лепе­стков и чашелистиков, двухкамерные семенные коробочки и правильная форма цветка. К семейству паслёновых принадлежат около 2000 видов трав, кустарников, деревьев и лиан. От него ведет свой род всем знакомый картофель, некогда изменивший образ жизни целых стран. В Южной Америке его выращивали добрых 2000 лет, но лишь в начале XVII в. он был завезен в Ирландию, где быстро стал главной продовольственной культурой. Жизнь множества людей зависела от него так сильно, что в 1845 г. в Ирландии разразился массовый голод из-за неурожая картофеля. Однако его листья, как и многих других паслёновых, очень ядовиты.

В семействах сложноцветных и губоцветных преобладают цветки неправильной формы. К первому принадлежат около 20 тысяч видов, в том числе всем знакомые одуванчик, подсолнух и маргаритка. Любому садоводу хорошо известны бархатцы, астры, кореопсисы, космеи, герберы и георгины, а также уроженка Южной Америки рудбекия. Цветки этого семейства часто окрашены в желтый цвет, как у крестовника, или в белый, как у олеарии.

В семействе губоцветных насчитывают свыше 3500 видов, большинство из которых - опыляемые насекомыми травы и кустарники. У цветков неправильной формы имеется похожая на выпяченную губу «посадочная площадка» для насекомых, и многие окрашены в синий, лиловый или ярко-розовый цвета. Типичные травянистые растения этого семейства - лаванда, тимьян и розмарин. У монарды и мяты невзрачные тускло-белые цветочки.

Квадратные в срезе стебли губоцветных растений роднят их с некоторыми представителями семейства норичниковых. Однако львиный зев и наперстянка сильно видоизменили свои цветки, чтобы создать максимальные удобства для насекомых-опылителей. Длинные трубчатые цветки львиного зева образованы сросшимися лепестками. Шмель заползает в эту трубочку в поисках нектара и выбирается оттуда осыпанный пыльцой с головы до лапок.

Еще дальше шагнуло семейство лобелиевых. К примеру, цветки некоторых лобелий Северной Америки, в том числе одонтомены трубчатой, как бы специально устроены для длинного язычка малютки-колибри.

Любопытными свойствами обладают некоторые засухоустойчивые двудольные растения. Обитателей пустынь называют ксерофитами, листочки у них мелкие, жесткие, а то и вовсе отрастают лишь на время. Среди них есть растения-суккуленты, накапливающие в тканях запасы жидкости. Их мясистые листья напоминают на ощупь резину.

Кактусы числом около 2000 видов живут преимущественно в Новом Свете. Этим исконным обитателям полупустынь ни к чему обычные листья, которые мгновенно завяли бы, испарив всю цепную влагу. Поэтому во время дождя фуксерия блестящая выпускает из главного стебля множество мелких листочков, а через несколько дней без сожалений от них избавляется. Если за весь год дождь пройдет пять раз, значит, фуксерия пять раз оденется листвой, похожей на мелкие зеленые лоскутки.

Гигантский цереус, достигающий 14-метровой высоты, нашел свой удивительный способ запасаться драгоценной дождевой влагой. Его густая корневая система диаметром 31 м и глубиной 7,5 м позволяет запасти около 757 л воды, чего вполне хватает на целый год.

Фотосинтез (выработка сахаристых питательных веществ в зеленых тканях листьев под воздействием солнечного света) происходит и в этих своеобразных растениях, но у большинства кактусов необходимый для фотосинтеза хлорофилл содержится в самых жестких частях растения, т. к. обычных листьев у них попросту нет.

Правильные по форме цветки кактусов появляются на стебельках разной длины и быстро увядают. Опыление происходит с по­мощью мотыльков, птиц и летучих мышей.

Пожалуй, самый распространенный кактус на земле - это уроженка Южной Америки опунция. Поначалу она была завезена в Европу, где неплохо освоилась. Но, очутившись в 1839 г. в Австралии, она принялась семимильными шагами захватывать новые территории, и к 1925 году 24 млн. гектаров земли превратились в непролазные колючие заросли опун­ции, заполонившей многие пастбища.

После отчаянных поисков естественных врагов опунции все же удалось найти эффективное средство биологической борьбы с колючим агрессором. Этим средством оказалась обычная кактусовая огневка, гусеницы которой взялись пожирать опунцию миллионами тонн, после того как полчища этих насекомых были рассеяны в наиболее пострадавших районах страны.

Заключение

Итак, при написании данной работы нам удалось усвоить, что класс двудольных является наиболее численной группой отдела цветковых.

Двудольные характеризуются наличием у зародыша двух боковых супротивных семядолей (отсюда название). У двудольных, в отличие от однодольных, проводящие пучки располагаются кольцеобразно, а между древесиной (ксилемой) и лубом (флоэмой) находится особая образовательная ткань — камбий, обеспечивающая вторичное утолщение; листья, как правило, с сетчатым жилкованием: число частей цветка (чашелистиков, тычинок и плодолистиков) обычно кратно 4 или 5. То есть, цветок 4- или 5-членный. Корешок зародыша чаще всего превращается в главный корень, способный к долголетнему существованию; листовая пластинка часто расчленена, края её выемчатые или зубчатые. Среди двудольных встречаются представители с нетипичными признаками, а иногда с отдельными признаками, более характерными для однодольных.

Двудольные занимают важнейшее место в хозяйственной деятельности человека. К ним относятся пищевые и кормовые растения (картофель, гречиха, соя, свёкла, бахчевые и мн. др.); плодовые и ягодные культуры (виноград, цитрусовые, яблоня, смородина и др.); масличные (подсолнечник, арахис, тунг и др.); большинство видов деревьев (дуб, берёза, липа и др.); чай, кофе, какао и сотни важнейших лекарственных растений, пряные и ароматические растения (лавр, коричное дерево и др.); табак; важнейшие волокнистые растения (хлопчатник, лён, конопля, джут и др.); растения, дающие каучук, камеди и смолы; многие дубильные, красильные, эфиромасличные и декоративные растения.

Cписок литературы

1. Зайчикова С.Г., Барабанов Е.И. Ботаника. – М., ГЭОТАР-Медия, 2009. – 304 с.

2. Зитте П., Вайлер Э.В., Кадерайт Й.В., Брезински А., Кернер К. Ботаника в 4 томах. Т. 2. Физиология растений. – М.: Академия, 2008. – 496 с.

3. Огуреева Г., Микляева И. Ботаника. – М.: Аванта+, 2007. – 96 с.