Голосемянные и цветковые растения, их признаки и классификация
Реферат
на тему: "Голосемянные и цветковые растения, их признаки и классификация"
Содержание
1. Голосеменные
2. Цветковые растения
Общие признаки и классификация цветковых
Двудольные раздельнолепестные. семейство крестоцветные
Двудольные раздельнолепестные. семейство розоцветные
Двудольные раздельнолепестные. семейство мотыльковые
Двудольные сростнолепестные. семейство пасленовые
Двудольные сростнолепестные. семейство тыквенные
1. Голосеменные
Общие признаки. К семейству голосеменных относится около 700 видов. Голосеменные размножаются семенами. Стало быть, это семенные, а не споровые растения. Однако их семязачатки и семена располагаются более-менее открыто. У них нет пестиков, как у цветковых растений, отсутствуют завязи и плоды.
Большинство голосеменных - хвойные. В нашей стране кроме хвойных из голосеменных встречается только безлистный кустарник - эфедра (из него добывают лекарство - эфедрин).
Общие признаки хвойных. Все хвойные - деревья, редко кустарники. Листья их игольчатые или чешуевидные, вечнозеленые (кроме лиственницы), слабо испаряющие воду. У них хорошо развита древесина, но настоящие сосуды отсутствуют. Вследствие этого вода передвигается медленнее, чем у цветковых растений, благодаря чему испарение влаги уменьшается. У всех хвойных образуется смола, заживляющая раны в местах повреждения. У хвойных имеются мужские и женские шишки.
В России в природе наиболее распространены следующие роды хвойных: ель, сосна, пихта, лиственница, можжевельник.
Строение и экология сосны и ели. Сосна - высокое стройное дерево. У старых сосен, выросших в лесу, самые нижние сучья располагаются не менее чем в 10 м от поверхности земли; у одиноких сосен ствол ниже и толще. Наиболее крупные ветви у сосны находятся в мутовках, по ним можно приблизительно установить возраст дерева (но не очень старого). Хвоинки располагаются по две, на сильно укороченных побегах. Они покрыты толстой кожицей; устьица находятся в углублениях. Сосудистых пучков всего два, и они не ветвятся. Подобное строение позволяет сосне, как и большинству других хвойных, экономить влагу (ведь у них нет настоящих сосудов).
Ель - не менее высокое дерево. Листья ели - тоже хвоинки, более короткие и колючие, нисбегающие на стебель.
Эколого-биологические особенности ели и сосны тоже различны. Сосна светолюбива, не может расти под пологом ели; хвоя существует 2 - 3 года; может расти на бедных почвах, песках, скалах, болотах; толстая пробка стволов позволяет переносить не очень сильные пожары; корневая система обычно стержневая (поверхностная только на болотах). Ель теневынослива, хорошо растет под пологом сосны; хвоя существует 6-8 лет (в горах - до 15 лет); хорошо растет только на богатых почвах; пробка тонкая, плохо защищает от пожаров; корневая система поверхностная.
Таким образом, сосна в одних отношениях более конкурентоспособна, чем ель, в других - менее. В целом это определяет их сложные взаимоотношения.
Размножение сосны. Мужские шишки мелкие, желтые, собраны помногу в группы ("сошишия"). Каждая шишка состоит из оси, на которой расположены чешуйки. На каждой чешуйке, с ее нижней стороны - по два пыльцевых мешочка, где созревает пыльца. Таким образом, чешуйки соответствуют тычинкам цветковых растений. Пылинка имеет два крупных воздушных мешка и легко переносится на десятки и даже сотни метров.
Женская шишка представляет собой ось, на которой располагаются чешуи. На верхней стороне каждой чешуи находится по два семязачатка, обращенных пыльцевходами к основанию чешуи. Когда пылинки попадают на женские шишки, последние имеют длину всего около 5 мм. Оплодотворение происходит только следующим летом. К этому времени внутри семязачатков образуются яйцеклетки, появляется питательная ткань - эндосперм. В пылинках образуются мужские гаметы - спермин. Они лишены жгутиков, как у цветковых растений.
После оплодотворения семязачаток превращается в семя. Оно состоит из семенной кожуры, эндосперма и зародыша, развивающегося из оплодотворенной яйцеклетки - зиготы. Таким образом, семя сосны, да и других хвойных, в общем похоже на семя цветковых растений. Но эндосперм здесь другого происхождения. Он образовался из тела заростка.
Периодизация в размножении сосны следующая.
Первое лето. Женские шишки красноватые, около 5 мм длиной. В семязачатках еще нет яйцеклеток и эндосперма. Пылинки попадают на женские шишки.
Второе лето. Женские шишки зеленые, около 3-4 см длиной. В семязачатках образовались эндосперм и яйцеклетки. Происходит оплодотворение.
Ближайшая зима. Женские шишки бурые, около 5-6 см длиной. Семязачатки превратились в семена. В конце зимы семена, снабженные пленчатыми крылышками, распространяются ветром.
Следует иметь в виду, что у одной и той же сосны можно видеть одновременно женские шишки разного возраста.
Разнообразие хвойных. Примерно треть всех видов хвойных составляют сосны. У всех сосен укороченные побеги, но не обязательно с двумя хвоинками - их бывает 3, 4 и 5. (Например, 5 хвоинок у кедровых сосен, дающих "кедровые орешки". В Сибири и на Дальнем Востоке, где они растут, население называет их кедрами, что неточно) Настоящие кедры в России в диком состоянии не произрастают. Сосны различаются друг от друга также длиной хвоинок (до 30 см длиной), формой и размерами шишек (у некоторых сосен массой до 2 кг).
Назовем другие важнейшие роды голосеменных.
Пихта. Дико растет в Сибири, на Урале, Кавказе, в Карпатах. Немного похожа на ель, но хвоя плоская (у ели трехгранная), а шишки стоят как свечи (у ели свисают).
Лиственница. Дико растет главным образом в Сибири. Хвоя в пучках, мягкая. Листопадное дерево, часто разводится в городах.
Можжевельник обыкновенный. Охраняемая, медленно растущая и во многих районах исчезающая древесная порода. Шишки с очень сочными чешуями, похожи на ягоды.
Кипарис. На территории нашей страны встречается только в культуре на Кавказе. Хвоя не игольчатая, а в виде чешуек.
Туя. Встречается и в средних широтах, но также и в культуре. Похожа на кипарис, но побеги кажутся сплюснутыми.
Отметим некоторые рекордные показатели, свойственные хвойным.
Секвойя вечнозеленая (США, районы близ Тихого океана) - самое высокое дерево мира (до 120 м).
Пихта Нордманна (Кавказ) - самое высокое дерево в России (до 60-70 м).
Сосна остистая (США, Калифорния) - самое долгоживущее дерево мира, почти до 5000 лет.
Значение хвойных. Хвойные имеют колоссальное значение как лесообразующие породы. В умеренно холодных районах Северного полушария большая часть лесных площадей занята именно хвойными лесами. Их ценнейшая древесина используется для строительства. Хвойные леса часто хищнически вырубаются. Важнейшая задача лесоводства - восстановление хвойных лесов.
2. Цветковые растения
Общие признаки и классификация цветковых
Общие признаки. Важнейшие признаки цветковых следующие:
1) двойное оплодотворение;
2) покрытосемянность, т.е. образование семязачатков внутри завязи; со временем завязь превращается в плод, а семязачатки - в семена. У нецветковых растений плодов не бывает;
3) наличие цветков. Есть и другие признаки, например наличие сосудов, правда, они свойственны не всем цветковым растениям и могут встречаться у некоторых нецветковых.
Классификация. Покрытосемянные делятся на два класса: однодольные и двудольные. Они различаются следующими признаками. Двудольные: у зародыша две семядоли; корневая система стержневая; число частей цветка в каждом круге кратно пяти или четырем; жилкование листьев сетчатонервное. Однодольные: у зародыша одна семядоля; корневая система мочковатая; число частей цветка в каждом круге кратно трем; жилкование листьев дугонервное или параллельнонервное. По одному признаку нельзя узнать, двудольное растение или однодольное. Необходимо оценивать и другие признаки. Так, у лютика мочковатая корневая система, но это двудольное растение; у вороньего глаза восемь листочков околоцветника, однако это однодольное растение.
Двудольных примерно в 4 раза больше, чем однодольных. Среди двудольных выделяют три подкласса:
раздельнолепестные - венчик раздельнолепестный, со свободными лепестками (розоцветные, крестоцветные, мотыльковые);
спайнолепестные - венчик спайнолепестный, лепестки срослись в трубочку (пасленовые, сложноцветные, губоцветные);
однопокровные - околоцветник невзрачный, поэтому цветки малозаметные, обычно ветроопыляемые (крапивные, березовые).
Подклассы делятся на порядки и семейства. Семейств очень много, не менее 250. Представители далеко не всех семейств встречаются в нашей стране, а некоторые растут только в тропических странах, например пальмы. По числу видов и родов семейства очень сильно различаются. Есть такие, которые состоят из десятков тысяч видов, но есть и семейства, состоящие из одного единственного вида.
Крупнейшие семейства цветковых растений
|
Семейства |
Число родов |
Число видов |
|
Сложноцветные |
1000 |
22 000 |
|
Орхидеи |
650 |
20 000 |
|
Мотыльковые |
400 |
9000 |
|
Злаки |
700 |
8000 |
Двудольные раздельнолепестные. семейство крестоцветные
Общие признаки. Цветок правильный, с двойным околоцветником. Чашечка имеет 4 чашелистика в 2 кругах. Венчик раздельнолепестный, из 4 лепестков. Тычинок 6, в 2 кругах: 2 короткие и 4 длинные. Пестик 1, завязь верхняя. Строение цветка можно представить формулой
А Ч 2+2Л4Т 2+4П.,
где Ч - чашелистики, Л - лепестки, Т - тычинки, П - пестик. Черточка под цифрой 1 показывает верхнюю завязь. Знак ^ - цветок правильный.
Соцветие - кисть, в верхней части переходящая в щиток. Плод - стручок или его разновидность - стручочек, если его длина не более чем в 3 раза превышает ширину. Например, редька, капуста - стручки; пастушья сумка, клоповник - стручочки.
Крестоцветные - травянистые растения, часто однолетние. Листья очередные, цельные или рассеченные, без прилистников.
Экология и география крестоцветных. Крестоцветные насчитывают 350 родов и 3000 видов. Больше всего их в странах Средиземноморья, на Кавказе, в Средней Азии, главным образом в горах. Много их и в умеренно холодных районах. Среди крестоцветных очень много сорных растений, обитающих на полях, и так называемых мусорных, растущих близ жилья человека, по железным дорогам и т.д.
Овощные растения семейства крестоцветных. Важнейшее из них - капуста. Кочан капусты - фактически гигантская почка, имеющая укороченный стебель - кочерыжку и большое количество листьев, загнутых внутрь, благодаря более сильному росту их нижней стороны. Высаженная на следующий год кочерыжка может развить соцветие. Кроме кочанной капусты разводят цветную капусту и брюссельскую капусту, кольраби и др.
К тому же роду, что и капуста, относятся репа и брюква. В России капуста и репа использовались задолго до появления картофеля. Другие овощные растения - редька и редис. В качестве приправы используют корни хрена.
Масличные растения. К ним прежде всего относится горчица. Масло получают из семян. То, что остается после отжима масла, перемалывают в порошок, из которого получают столовую горчицу, а также делают горчичники.
Двудольные раздельнолепестные. семейство розоцветные
Общие признаки. Цветок правильный, с двойным околоцветником. Чашечка состоит из 5 чашелистиков, но иногда могут быть еще и дополнительные 5, так называемое подчашие (например, земляника). Венчик раздельнолепестный из 5 лепестков. Тычинок много, но в числе, кратном пяти, и в нескольких кругах. Пестиков тоже много, иногда всего 5, 2 и даже 1 (вишня, слива). Завязи верхние. Формулу цветка вишни можно представить так:
X Ч>5>Л>5>Т>10+10+5>П_1 Земляники:
Л Ч5Л>5>Т>10+5+5>П„
(здесь оо - знак очень большого числа).
Могут быть и несколько другие варианты. Соцветия крайне разнообразны. Плоды бывают сухие (многоорешки) и сочные. Приведем примеры плодов: многоорешек (гравилат, гусиная лапка); костянка (вишня, слива, черемуха); земляничина (становится сочным цветоложе; клубника); яблоко (яблоня, груша, айва).
Среди розоцветных есть многолетние травы, кустарники и деревья. Листья простые, тройчатосложные или непарноперистосложные с прилистниками. Многие обладают шипами или колючками.
Экология и география розоцветных. В семействе насчитывают 100 родов и 3000 видов. Розоцветные широко распространены, но в основном вне тропических стран. В сухих областях обитают сравнительно мало. Очень немногие розоцветные - сорняки.
Плодово-ягодные розоцветные. В этом семействе очень много ценных плодовых деревьев и кустарников. Особую роль играет яблоня. Выведено не менее 20 000 сортов (свыше 40 сортов вывел И.В. Мичурин). Культивируется главным образом в умеренных районах. Груша несколько более теплолюбива; еще более теплолюбива айва. Это так называемые семечковые культуры (внутри иногда можно обнаружить пять гнезд с двумя семенами в каждом). Косточковые культуры - вишня, слива, черешня, персик, абрикос, миндаль. Ягодные культуры - малина, ежевика, земляника (клубника).
Декоративные растения. Здесь прежде всего знаменитые розы. Цветки розы - "махровые", т.е. тычинки превратились в лепестки, оттого их такое большое количество. Выведено 25 000 сортов роз. Многочисленны дикорастущие виды шиповников - диких роз. Как декоративные кустарники разводят боярышник, спирею и др.
Двудольные раздельнолепестные. семейство мотыльковые
Общие признаки. Мотыльковые - легко распознаваемое семейство. Околоцветник двойной. Чашечка имеет 5 чашелистиков. Венчик состоит из флага (паруса), двух весел (крыльев) и лодочки, образованной двумя сросшимися лепестками.
Таким образом, лепестки заметно отличаются друг от друга, а весь цветок - неправильный, поскольку через него можно провести лишь одну плоскость симметрии. Тычинок 10, причем 9 срастаются в трубку, а десятая - свободная. Благодаря незамкнутой трубке насекомое (например, шмель) может доставать нектар у основания пестика, со стороны свободной тычинки. Пестик 1, завязь верхняя. Формула цветка:
~ Ч> (>5) Л>3> (2) Т (9) 1Щ
(стрелка - знак неправильного цветка).
Соцветие - чаще всего кисть или головка (клевер). Плод - боб. Многие мотыльковые - травянистые растения, но есть и кустарники (ракитник) и деревья (белая акация). Некоторые мотыльковые относятся к числу самых высоких деревьев тропических лесов. Очень много вьющихся растений.
Экология и география. Мотыльковые насчитывают 400 родов и 9000 видов. По числу видов они находятся на третьем месте среди семейств цветковых растений. Один из самых крупных родов семейства - род астрагал (1600 видов). Семейство мотыльковых широко распространено по всему земному шару. Представителей мотыльковых относительно немного в лесной полосе; в степях их число быстро возрастает. Очень много мотыльковых в горах Кавказа и Средней Азии; обильны они и в тропиках. Представители родов астрагал особенно широко распространены во флоре Средней и Южной России (степная полоса): клевер, вика (горошек), чина и др.
Культурные растения. Из пищевых растений в мировом хозяйстве особенно важное значение имеет соя (у нас возделывается главным образом на Дальнем Востоке). Из семян получают соевые масло и муку. В более северных районах широко культивируется горох. Другие пищевые растения: фасоль и арахис (родина обоих растений - Южная Америка). Бобы арахиса созревают под землей, поэтому он называется еще земляной орех.
Растения, используемые на удобрения, - люпин, вика. Их вегетативные органы богаты азотом.
Кормовые растения, идущие на силос, - кормовые бобы, вика, люцерна, эспарцет.
Двудольные сростнолепестные. семейство пасленовые
Общие признаки. Цветок правильный, с двойным околоцветником. Чашечка состоит из 5 чашелистиков. Венчик из пяти лепестков, срастающихся в нижней части так, что образуется короткая (картофель) или длинная (душистый табак) трубка. Тычинок 5; пестик 1; завязь верхняя. Формула:
А Ч (5) Л (>5>) Т>5>П>1>.
Соцветия очень разнообразны. Плод - коробочка (белена) или ягода (картофель). Большинство представителей - травянистые растения, но много и кустарников (в тропиках). Листья простые, цельные (белена) или рассеченные (картофель).
Экология и география. Пасленовые насчитывают 85 родов и 2300 видов. Пасленовые - ярко выраженное тропическое семейство. Больше всего пасленовых встречается в Южной и Центральной Америке. У нас дикорастущих представителей немного. Это почти исключительно мусорные растения, обитающие на свалках, обочинах дорог (белена, дурман, черный паслен).
Пищевые растения пасленовых. Важнейшее из пищевых растений - картофель. Он происходит из Южной Америки. В России возделывается с XVIII в. Подземные побеги - столоны - образуют клубни с глазками (почками). Собственно клубнями картофель у нас и размножают. Плоды - ягоды - в условиях Средней России не вызревают, остаются зелеными. Выведено не менее 100 сортов картофеля. К тому же роду, что и картофель, относят томаты, также американского происхождения. Томаты более теплолюбивы, чем картофель, в открытом грунте хорошо вызревают лишь на юге Средней России. Другие пищевые растения - красный перец (иногда называется стручковым, хотя плоды у него - ягоды), а также баклажан.
Табак и другие ядовитые растения. Важнейшее экономическое значение имеет табак (происхождение американское). Курительный табак содержит сильнейший яд - никотин, крайне вредный для дыхательных путей и нервной системы человека. В России табак выращивается главным образом в Краснодарском крае. Среди пасленовых много ядовитых растений. Очень ядовиты дикорастущие у нас белена и дурман. Декоративные растения. Душистый табак и петуния разводятся в цветниках. Их крупные красивые цветы, сильно пахнущие ночью, опыляются ночными бабочками - бражниками, с очень длинными хоботками.
Двудольные сростнолепестные. семейство тыквенные
Общие признаки. Цветки, как правило, однополые, либо мужские, либо женские. Чашечка из 5 чашелистиков.
Венчик из 5 сросшихся лепестков. Окраска их белая или желтая, иногда зеленоватая (но не синяя, красная или фиолетовая).
Тычинок 3 или 5, часто сросшихся друг с другом. Пестик 1. Завязь нижняя. Примерные формулы:
А Ч (5) Л (5) Т (2) (2) 1 и АЧ (5) Л (5) ПТ
(черточка над цифрой 1 показывает, что завязь нижняя).
Цветки часто одиночные, не собраны в соцветия. Плод - тыквина или ягоды. Ползучие, стелющиеся или цепляющиеся травы, с усиками, представляющими собой видоизмененные побеги.
География и экология.100 родов и 850 видов почти исключительно в тропических странах. В умеренных областях - лишь немногие заносные виды.
Пищевые растения тыквенных. Многие тыквенные широко распространены в культуре. Одно из самых распространенных овощных растений - огурец. Это самое холодостойкое тыквенное. В открытом грунте выращивается к югу от 60° с. ш. (широта С. - Петербурга). Более теплолюбивы дыни и арбузы. Лучшие сорта дыни известны из среднеазиатских республик, арбузов - из низовьев Волги. Плоды дынь могут достигать 10-12 кг, арбузов - до 20 кг. Самые крупные плоды среди всех растений у тыквы - 30 и даже 40 кг.
Особое применение имеет люффа, которая культивируется в тропиках и субтропиках, в частности на Кавказе. Люффа - высокое лазающее растение. Из ее плодов изготавливают губки.
Дикорастущая на юге Средней России бриония используется в гомеопатии.