Ботаника Систематика высших растений и геоботаника Задания, методические материалы и указания к выполнению контрольных работ Для студентов II курса заочного отделения биологического факультета специальностей 1-31 01 01 «Биология», 1-33 01 01 «Биоэкология» (стр. 2 )

Рис.1. Схема жизненного цикла морфологически равноспорового растения – Плауна булавовидного (Lycopodium clavatum L.): 1 – спорофит (взрослое растение), 2 – спорофилл со спорангием, 3–6 – развитие спор из материнской клетки спор (спороцита, 2n) путем мейоза, 7 – зрелая спора (1n), 8 – прорастание споры, 9 – обоеполый гаметофит (заросток), 10 – антеридий, 11 – сперматозоид, 12 – архегоний с яйцеклеткой, 13 – архегоний с яйцеклеткой и сперматозоидом, 14 – деления зиготы и развитие зародыша, 15 – остатки заростка, 16 – развивающийся спорофит следующего поколения.

1–7, 14, 16 – органы и структуры спорофита; 8–13, 15 – органы и структуры гаметофита (заростка).

Описание схемы жизненного цикла на примере Плауна булавовидного.

В жизненном цикле доминирует диплоидный спорофит (бесполое поколение). У равноспорового взрослого растения (рис. 1, 1) в спорангиях, которые располагаются в основаниях желтоватых по окраске спорофиллов (2) спороносного колоска (стробила), из материнских клеток спор (спороцитов, 3) в результате мейоза (4–5) образуются многочисленные одинаковые мелкие споры (6), которые первоначально собраны в тетрады. Зрелые спорангии вскрываются трещиной, зрелые споры (7) освобождаются, разносятся ветром.

В благоприятных условиях (в почве) они прорастают (делятся), 8. В результате формируются обоеполые гаметофиты (половые поколения), представленные заростками (9). На верхней поверхности которых, развиваются мужские и женские органы полового процесса растений – антеридии (10) с мужскими гаметами – сперматозоидами (11) и архегонии (12–13), содержащие яйцеклетку.

Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) со временем развивается зародыш (молодой спорофит следующего поколения, 14). У сформировавшегося зародыша хорошо заметен стебелек, на котором формируется первый лист, у основания стебелька возникает придаточный корень. Прорывая ткань заростка, зародыш, развиваясь дальше, образует молодое растеньице (16). Заросток (гаметофит) постепенно отмирает (15). Со временем на новом спорофите начинают формироваться спороносные колоски (стробилы) со спорами в спорангиях и жизненный цикл повторяется.

Подземные заростки Плауна булавовидного и некоторых других видов развиваются очень медленно. От прорастания спор до формирования на заростке молодого спорофита проходит 15–18 лет.

В контрольной работе излагая вопросы жизненного цикла, следует более подробно описать строение стробила, спорангия, спор, заростка, органов полового процесса, гамет, особенности их функционирования и т. д. Привести рисунки.

Около половины заданий по третьему вопросу посвящены изложению систематического положения конкретного вида высшего растения.

Необходимо дать современное русское и латинское названия всех вышестоящих таксонов: царство Растения (Plantae), отдела, класса, подкласса, порядка, семейства, подсемейства. Рекомендуются учебные пособия по систематике последних двух десятилетий, типовая учебная программа курса «Ботаника».

Латинские названия отделов имеют окончания –ophyta (–офита), классов –opsida (–опсида), подклассов –idea (–идэ), порядков –ales  (–алес), семейств –aceae (–ацеа), подсемейств –оideae (–оидээ), в соответствии с современными правилами Кодекса ботанической номенклатуры. Для законсервированных Кодексом названий семейств, приводятся два названия: законсервированное и, в скобках, альтернативное, данное в соответствии с современными правилами: Cruciferae (Brassicaceae), Papilionaceae (Fabaceae), Umbelliferae (Apiaceae), Labiatae (Lamiaceae), Compositae (Asteraceae), Gramineae (Poaceae), Palmae (Arecaceae).

Четвертый – шестой вопросы посвящены геоботанике.

ТЕМЫ  КОНТРОЛЬНЫХ  РАБОТ

Т е м а  № 1

1. Краткая история развития систематики высших растений, исторические периоды ее становления. Понятие об искусственных, естественных и филогенетических системах. Примеры систем различных типов, разработанные учеными разных стран.

2. Характеристика семейства Кувшинковые (Nymphaeaceae).

3. Жизненный цикл Хвоща лугового – Equisetum pratense Ehrh.

4. Предмет, задачи и методы геоботаника как науки. Основные этапы развития геоботаники. Связь геоботаники с другими науками.

5. Горизонтальная структура (сложение) фитоценозов.

6. Аллогенные сукцессии: гейтогенез и гологенез.

Т е м а  № 2

1. Систематика как наука, предмет и задачи систематики. Методы исследования. Значение сравнительной морфологии, анатомии, палеоботаники, палинологии, географии растений, кариологии, эмбриологии, тератологии, а также физиологии растений, биохимии, молекулярной биологии, математических подходов для развития систематики высших растений.

2. Характеристика семейства Лавровые (Lauraceae).

3. Жизненный цикл Орляка обыкновенного – Pteridium aquilinum (L.) Kuhn.

4. Современные представления о фитоценозе. Признаки и свойства фитоценоза.

5. Флуктуации, их основные признаки. Типы флуктуаций в соответствии с причинами их возникновения.

6. Правила наименования фитоценозов по и .

Т е м а  № 3

1. Основные разделы систематики. Таксономические категории и таксоны. Система иерархических единиц классификации. Вид как основная таксономическая категория.

2. Характеристика семейства Лютиковые (Ranunculaceae).

3. Жизненный цикл Нефролеписа возвышенного – Nephrolepis exaltata (L.) Schott

4. Фитоценоз как центральный компонент биогеоценоза. Различие между понятиями «флора» и «растительность».

5. Степень флористического богатства и видовая насыщенность фитоценоза, причины их определяющие. Флористическая полночленность и неполночленность фитоценозов.

6. Экологические группы растений по отношению к водному режиму. Гигрофиты, их адаптации к избыточному увлажнению.

Т е м а  № 4

1. Характерные особенности высших растений как результат приспособления к жизни на суше. Роль в формировании современного растительного покрова Земли, практическое значение в жизни и хозяйственной деятельности человека, охрана растительного покрова.

2. Характеристика семейства Маковые (Papaveraceae).

3. Жизненный цикл Щитовника мужского – Dryopteris filix-mas (L.) Schott

4. Основные черты растительности Беларуси. Геоботанические подзоны Беларуси.

5. Состав жизненных форм фитоценоза как показатель свойств экотопа, истории фитоценоза и форм взаимодействия между растениями.

6. Мозаичность фитоценозов, ее причины и степень выраженности в разных типах фитоценозов. Комплексность растительного покрова.

Т е м а  № 5

1. Проблема происхождения высших растений (время их возникновения, предполагаемые предки).

2. Характеристика семейства Буковые (Fagaceae).

3. Жизненный цикл Сальвинии плавающей – Salvinia natans (L.) All.

4. Типы взаимоотношений растений друг с другом (по ). Прямые, или контактные (механические и физиологические), взаимоотношения между растениями.

5. Основные синтаксоны доминантной классификации растительности и критерии их выделения. Примеры синтаксонов.

6. Экологические группы растений по отношению к световому режиму. Светолюбивые (гелиофиты), теневыносливые и теневые (сциофиты) растения, их экологические особенности.

Т е м а  № 6

1. Разделение высших растений на отделы. Понятие о споровых и семенных, архегониальных и цветковых растениях.

2. Характеристика семейства Березовые (Betulaceae).

3. Систематическое положение Лавра благородного – Laurus nobilis L.

4. Флористический состав фитоценоза – основной признак, отражающий все факторы его формирования и функционирования как биологической системы.

5. Принципы и методы классификации растительности. Индуктивный и дедуктивный методы классификации. Значение классификации растительности.

6. Жизненные формы растений, их отличительные признаки. 

Т е м а  № 7

1. Отдел Мохообразные (Bryophyta). Особенности жизненного цикла. Общая морфолого-анатомическая характеристика, размножение. Биология, экология, географическое распространение и численность различных групп. Роль в природе и значение для человека. Разнообразие во флоре Беларуси.

2. Характеристика семейства Кактусовые (Cactaceae).

3. Систематическое положение Эфедры хвощевидной – Ephedra equisetina Bunge

4. Факторы среды, определяющие жизнь растений и растительных сообществ. Классификация экологических факторов.

5. Свойства фитоценоза как биологической системы.

6. Основные синтаксоны доминантной классификации растительности и критерии их выделения. Примеры синтаксонов.

Т е м а  № 8

1. Класс Антоцеротоподобные (Anthoceratopsida). Общая характеристика. Характерные особенности строения гаметофита и спорофита, размножение.

2. Характеристика семейства Гвоздичные (Caryophyllaceae).

3. Систематическое положение Вельвичии удивительной – Welwitschia mirabilis Hook.

4. Роль эдафических факторов на биологические особенности и распространение растений.

5. Горизонтальная структура (сложение) фитоценозов. Мозаичность фитоценозов. Ее причины и степень выраженности в разных типах растительности.

6. Понятие о ценопопуляциях растений. Онтогенетические (или возрастные) группы древесных растений в составе ценопопуляций.

Т е м а  № 9

1. Класс Печеночники (Hepaticopsida). Характерные черты внешнего и

внутреннего строения вегетативных и репродуктивных органов. Размно-

жение. Деление на подклассы.

2. Характеристика семейства Маревые (Chenopodiaceae).

3. Систематическое положение Виктории королевской – Victoria regia Lindl.

4. Влияние фитогенных, зоогенных и антропогенных факторов на распределение растений.

5. Ординация фитоценозов, ее принципы. Прямая ординация по .

6. Синузии. Синузиальная структура фитоценозов. Принципы и методы классификаций синузий.

Т е м а  № 10

1. Подкласс Юнгерманнииды (Jungermanniidae). Общая характеристика.

2. Характеристика семейства Гречиховые (Polygonaceae).

3. Систематическое положение Ветреницы лесной – Anemone sylvestris L.