Теоретический материал для изучения темы
Министерство образования Красноярского края
краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение «Шушенский сельскохозяйственный колледж»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БОТАНИКА И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ»
для студентов 2 курса специальности 35.02.05 Агрономия
Преподаватель: Овчинникова Т.В.
2016
Аннотация
методических указаний и заданий для самоконтроля по дисциплине «Ботаника и физиология растений» для студентов 2 курса специальности 35.02.05 Агрономия
Объем: 41 страница
Методические указания разработаны для обеспечения достаточного и необходимого уровня теоретических знаний студентов по теме «Генеративные органы и размножение растений», ознакомления с основными ботаническими терминами и понятиями. Разнообразные задания для самоконтроля позволяют закрепить знания по изучаемой теме.
Методические указания предназначены для студентов, желающих расширить знания основного курса ботаники по данной теме, а также преподавателей при проведении кружковых занятий, олимпиад и других внеклассных мероприятий.
Содержание
Введение ……………………………………………………………………..4
1. Методические указания по изучению темы ………………………...5
2. Методические указания по выполнению
практического занятия ………………………………………………21
|
|
|
3. Задания для самоконтроля по теме «Генеративные органы
и размножение растений» …………………………………………….24
Заключение ………………………………………………………………….40
Литература …………………………………………………………………..41
Введение
Ботаника представляет собой многоотраслевую науку, которая тесно связана с разнообразными сторонами жизни и хозяйственной деятельностью человека. Ботаника связана также с сельским хозяйством – растения широко используются как пища для людей и корм для животных. Ботаника взаимодействует с различными отраслями промышленности: используются красильные, прядильные, дубильные растения; в медицине применяются различные лекарственные растения.
Одной из важных тем при изучении «Ботаники и физиологии растений» является «Генеративные органы и размножение растений», в рамках которой студенты изучают строение и значение цветка, плодов и семян, классификацию плодов, особые приспособления, возникающие у плодов в связи со способом распространения.
Данная тема является сложной для изучения. Поэтому с целью активизации мыслительной деятельности студентов целесообразно использовать презентации, таблицы и схемы, модели строения цветков и плодов различных растений, гербарные образцы плодов и семян. Используемые средства обучения способствуют визуализации учебной информации, повышают интерес и мотивируют студентов на более глубокое изучение данной темы.
|
|
|
Согласно ФГОС студент должен уметь распознавать культурные и дикорастущие растения по морфологическим признакам и знать систематику растений; морфологию и топографию органов растений. Более полное изучение данной темы поможет студентам в формировании знаний и закреплении умений.
Для закрепления знаний и умений по данной теме студентам предлагается выполнить различные задания для самоконтроля.
Методические указания по изучению темы
Ботаника – наука, которая изучает жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие. Название этой науки происходит от греческого слова «ботанэ», что значит «зелень, трава, растение».
Как наука ботаника возникла и развилась в связи с практическими потребностями человека. С переходом человека к оседлому образу жизни дикие формы растений, будучи малопродуктивными, не могли удовлетворить его запросы. Это и послужило одной из причин зарождения земледелия.
|
|
|
Важнейшие задачи современной ботаники: изучение строения растений в единстве с условиями их жизни, изучение их последовательности для создания новых сортов, повышение их урожайности, устойчивости к заболеваниям, полеганием и т.п. Многие растения способны использовать такие сложные органические вещества, как алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, витамины из которых готовят лекарственные препараты. Действие их на организм человека различно: одни успокаивают нервную систему, другие способствуют лучшему пищеварению, третьи снижают кровяное давление. Ответственная роль человека в сохранении зеленого покрова Земли в создании сортов культурных растений - источника пищевых продуктов и лекарственных веществ, широко используемых в медицине и ветеринарии.
По теме «Генеративные органы и размножение растений» студент должен
Знать:
· строение и функции цветка;
· виды соцветий;
· опыление, его типы;
· оплодотворение;
· строение, развитие семян и плодов;
· распространение плодов и семян и их роль в жизни растений;
Уметь:
· различать части цветка, виды соцветий;
· составлять формулы и диаграммы цветка;
· классифицировать типы плодов.
|
|
|
Методические указания
При изучении данной темы надо усвоить происхождение отдельных частей цветка, их строение и функции; различия между верхней и нижней завязями, между двойным и простым околоцветником; какие цветки называются правильными, неправильными, однополыми, обоеполыми, сростно - и раздельнолепестными; какие растения называют однодомными и двудомными. Вся эта информация понадобится в дальнейшем при определении растений по определителю на учебно-полевой практике.
Наглядно и лаконично показать многие важные особенности цветков позволяют диаграммы и формулы. Диаграмма и формула взаимно дополняют друг друга и должны составляться на основе изучения самого цветка. Лучше видно естественное положение частей в молодом цветке и даже бутоне.
Цветок служит органом семенного (полового) размножения покрытосеменных, завершающегося образованием семян и плодов. Процессу двойного оплодотворения цветковых предшествует образование мужских и женских гамет в главных частях цветка – тычинках и пестиках и опыление. Следует запомнить, что такое опыление, его типы, способы переноса пыльцы и возможно ли образование семян и плодов без оплодотворения. Необходимо уяснить виды соцветий, особенности ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений.
Следует запомнить происхождение, строение, функции плодов и семян, их классификацию. Для изучения плодов и семян необходимо брать свежие или законсервированные плоды, предварительно намоченные семена. При определении типа плода надо установить: простой или сложный, настоящий или ложный, сочный или сухой, одно- или многосеменной. При описании семян следует обратить внимание на составные части зародыша, количество семядолей, наличие эндосперма. Для лучшего запоминания можно в домашних условиях получить всходы семян: сосны или ели, пшеницы, фасоли или гороха, липы.
Теоретический материал для изучения темы
К генеративным органам цветковых растений относятся цветки, плоды и семена. Это органы, с помощью которых происходит семенное размножение растений.
Цветок представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте спороносный побег, приспособленный для образования спор и гамет, а также для проведения полового процесса, завершающегося образованием плода с семенами. Исключительная роль цветка как особой морфологической структуры связана с тем, что в нём полностью совмещены все процессы бесполого и полового размножения. От шишки голосеменных растений цветок отличается тем, что у него в результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика, а не на семязачаток непосредственно, а при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи.
Цветок, будучи уникальным образованием по своей природе и функциям, поразительно разнообразен по деталям строения, окраске и размерам. Самые мелкие цветки растений семейства Рясковые имеют в диаметре всего около 1 мм, в то же время как самый крупный цветок у раффлезии Арнольда (Rafflesia arnoldii) семейства Раффлезиевые, обитающей в тропических лесах на острове Суматра (Индонезия), достигает в диаметре 91 см и имеет массу около 11 кг.
Осевая часть цветка называется цветоложем, переходящим в цветоножку — часть стебля, непосредственно несущую цветок. Если цветоножка отсутствует, такой цветок называют сидячим. На цветоложе расположены все остальные части цветка: чашелистики, лепестки, тычинки и пестик (или пестики). Строение цветка представлено на рисунке 1.
Чашечка и венчик — внешние части цветка, составляющего покров, называемый околоцветником. Околоцветник может быть двойным и простым.
Простой околоцветник образован только чашелистиками или только лепестками. Двойной состоит из чашечки и венчика. Существуют растения, цветки которых не имеют околоцветника. Такие цветки называют голыми (у ясеня, ивы).
Чашелистики обычно зеленого цвета и больше всех похожи на настоящие листья. Они могут быть свободными или сросшимися, тогда собственно чашечка будет называться раздельно- или сростнолистной.
Венчик представляет собой совокупность лепестков, окраска которых зависит от наличия в них разных пигментов — красящих веществ, находящихся в клетке.
Лепестки также могут быть сросшиеся — сростнолепестные и свободные — раздельнолепестные. Они не только защищают тычинки и пестики, но и служат для привлечения насекомых-опылителей.
Главные части цветка — тычинки и пестики. Каждая тычинка состоит из тонкой тычиночной нити с расположенным на ее конце пыльником.
Пыльник представляет собой группу пыльцевых мешков. В них развиваются микроспоры, а из них — пыльцевые зерна. Пыльцевое зерно микроскопических размеров, в нем развиваются мужские половые клетки — спермии, необходимые для оплодотворения. Тычинки могут быть в цветке свободные или сросшиеся. Совокупность тычинок называют андроцеем.
Пестик образуется из одного, двух или большего числа плодолистиков, совокупность которых называют гинецеем.
Пестик состоит из завязи, в которой находятся семязачатки (семяпочки), столбика (одного или нескольких) и рыльца, на котором прорастает попавшая при опылении пыльца. Завязь бывает верхняя (свободная), то есть прикрепленная основанием к цветоложу, средняя — срастается с цветоложем и нижняя — под околоцветником.
Рис. 1 Строение цветка
Цветки, у которых есть тычинки и пестики, называют обоеполыми. Если же в цветке есть только тычинки или только пестики, их называют раздельнополыми. Цветки, где есть только тычинки, называют тычиночными, если только пестики, — пестичными. Если тычиночные и пестичные цветки находятся на одном растении, то такие растения называются однодомными. Например, у кукурузы на верхушке растения находится соцветие-метелка, где собраны тычиночные цветки, а пестичные цветки расположены в соцветиях-початках. К однодомным относятся тыква, орешник, дуб, береза, огурец и др.
У двудомных растений (ива, конопля) на одном растении расположены тычиночные цветки, на другом — пестичные (рис. 2).
Рис. 2 Тычиночный и пестичный цветки
Различают цветки правильные (актиноморфные), или неправильные — зигоморфные и несимметричные (рис. 3).
Рис. 3 Правильные и неправильные цветки
Все части цветка — чашелистики, лепестки, тычинки и пестики — могут прикрепляться к цветоложу, но спирали или кругами. Чтобы иметь более полное представление о цветке, о строении и расположении его частей, составляют его формулу и рисуют диаграмму. Особенности строения цветков — важнейший признак, который учитывается систематиками при классификации покрытосеменных, особенно при определении растения к такой таксономической единице, как семейство.
У многих растений развиваются одиночные цветки, располагающиеся по одному на верхушке побега, или в пазухах листьев (пазушные). У других растений цветки располагаются группами. Такая совокупность цветков получила название соцветие. Соцветия имеют большое биологическое значение для растения, так как благодаря им увеличивается возможность продлить существование вида. Роль соцветий у растений, опыляемых насекомыми, состоит в том, что собранные в группы цветы лучше привлекают насекомых. Для ветроопыляемых растений соцветие повышает вероятность попадания пыльцы на рыльце пестика. Соцветия бывают простые и сложные (рис. 4)
Рис. 4 Типы соцветий: 1 – кисть; 2 – колос; 3 – початок; 4 – зонтик; 5 – головка; 6 – корзинка; 7 – щиток; 8 – сложный зонтик; 9 – метелка; 10 – сложный колос.
К простым соцветиям принадлежат: кисть, зонтик, початок, щиток, корзинка, головка, простой колос. Им свойственна только одна ось соцветия, которая может быть удлиненной или укороченной.
Сложные соцветия образуются из простых вследствие разветвления главной оси соцветия. Сюда относятся: сложный зонтик, сложный колос, метелка, сережка и др.
Опыление — процесс, необходимый для последующего осуществления оплодотворения. Это перенос пыльцы из пыльников на рыльце пестиков. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика в пределах одного цветка. При перекрестном опылении пыльца переносится с одного цветка на другой. Такое опыление осуществляется при помощи ветра, воды, насекомых, птиц и других животных.
У ветроопыляемых растений цветки мелкие, не имеют яркой окраски и аромата и чаще всего собраны в соцветия (у всех злаков). Опыление с помощью воды встречается у немногих водных растений (элодеи, роголистников и др.).
Насекомыми опыляется почти 9/10 покрытосеменных растений. Цветки насекомоопыляемых растений преимущественно яркие, имеют запах, нектар, липкую пыльцу с выростами.
Цветки, опыляемые птицами (колибри, белоглазками), характеризуются отсутствием запаха, что связано со слабым обонянием у птиц. Зато эти цветы имеют яркий околоцветник и выделяют много водянистого нектара (в нем около 5% сахара), что и привлекает птиц-опылителей.
Для повышения урожайности культурных растений или выведения новых сортов растений человек осуществляет еще один вид опыления — искусственное опыление. При выведении новых сортов растений подбирают исходные виды и сорта растений дли искусственного опыления, которое называют скрещиванием.
Скрещивание двух или нескольких наследственно различающихся по тому или другому признаку растений получило название гибридизации. При помощи гибридизации ученые вывели многие сорта культурных растений.
Оплодотворение происходит после попадания пыльцы на рыльце пестика (рис. 5). Этому процессу предшествует прорастание пыльцевого зерна на рыльце пестика. Прорастание начинается с набухания пыльцевого зерна и развития пыльцевой трубки, которая растет через ткани рыльца и столбика, врастает в полость завязи, достигает семязачатка и входит в него через микропиле (от греч. «микро» малый и «пиле» — ворота).
Рис. 5 Оплодотворение у покрытосеменных растений
В семязачатке к этому времени бывает развит зародышевый мешок, образовавшийся из мегаспоры и состоящий из семи клеток, одна из которых — яйцеклетка (женская гамета), а самая крупная — центральная клетка с двумя ядрами.
Когда пыльцевая трубка дорастает до зародышевого мешка и входит в него, она лопается и спермин осуществляют оплодотворение — один сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой — с центральной клеткой. Этот процесс называют двойным оплодотворением. Он открыт русским ботаником С. Г. Навашиным в 1898 г. Из зиготы затем развивается зародыш, а из центральной клетки эндосперм (ткань, запасающая питательные вещества).
После оплодотворения из семязачатков формируются семена, а сам цветок превращается в плод. Плод, образованный из нескольких пестиков одного цветка, получил название свободного (у малины, ежевики). Плоды различаются величиной, формой, консистенцией околоплодника (сухие или сочные), бывают односемянные и многосемянные.
Плод – это сложное образование, в его формировании могут принимать участие не только пестик, но и другие части цветка: основания лепестков, чашелистиков и цветоложе. Плод, образованный из нескольких пестиков, называется сборным (малина, ежевика). Назначения плода: предохранение семян и способствование распространению. Стенки плода называют околоплодником.
Форма плодов очень разнообразна. В зависимости от количества семян различают односемянные и многосемянные плоды, что связано с количеством семяпочек в завязи. Различают также сочные и сухие плоды (рис. 6).
Плоды:
1. Настоящие (плод образован только одним пестиком). Пример: вишня.
2. Ложные (в образовании плода принимают участие цветоложе или околоцветник). Настоящие: простые (образуются из цветков с одним пестиком – боб, пшеница) и сложные (из цветков, имеющих несколько пестиков – малина, ежевика).
Рис. 6 Плоды сочные: 1 – ягода (помидор); 2 – костянка (вишня); 3 – яблоко (груша); 4 – многоорешек (малина); 5 – тыквина (огурец); сухие: 6 – семянка (подсолнечник); 7 – зерновка (пшеница); 8 – боб (горох); 9 – орех (лещина); 10 – стручок (редька); 11 – коробочка (мак).
Костянка – сочный односемянный плод (вишня, слива, абрикос).
Ягода – сочный многосемянный плод (томаты, смородина, крыжовник).
Яблоко – сочный многосемянный плод, образованный не из завязи, а из других частей цветка (груша, слива, яблоко). Строение плода представлено на рисунке 7.
Тыквина – сочный многосемянный плод, семена располагаются в центральной части (тыква, дыня, огурец).
Померанец – сочный многосемянный плод у цитрусовых (лимон, апельсин).
Зерновка – сухой односемянный нераскрывающийся плод (кукуруза, рис, пшеница), в котором околоплодник срастается с семенной кожурой.
Семянка – сухой односемянный нераскрывающийся плод (подсолнечник, одуванчик), в котором околоплодник не срастается с кожурой.
Орех – сухой односемянный плод с одревесневшим околоплодником (орешник-лещина, грецкий орех).
Боб – сухой многосемянный вскрывающийся плод (горох, фасоль).
Коробочка – сухой многосемянный плод (лен, мак), в котором семена высыпаются из многочисленных отверстий или трещин.
Стручок – сухой многосемянный вскрывающийся плод, семена располагаются на внутренней перегородке (капуста, пастушья сумка, редис). 
Рис. 7 Строение плода яблони
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма (рис. 8). Снаружи оно покрыто плотной защитной семенной кожурой. В зародыше различают корешок, стебелек, почечку и семядоли. Семядоли – это первые зародышевые листья растения. В зависимости от количества семядолей в зародыше различают однодольные растения (одна семядоля) и двудольные растения (две семядоли).
Питательные вещества могут находиться в семядолях или особой запасающей ткани – эндосперме, в этом случае семядоли почти не развиты.
Рис. 8 Строение семян двудольного (А – фасоль) и однодольного (Б – пшеница) растений: 1 – семенная кожура; 2 – семядоли; 3 – зародышевый корешок; 4 – зародышевый стебелек с почечкой; 5 – эндосперм
Семя однодольных снаружи одето околоплодником, который плотно сросся с семенной кожурой, зародыш имеет маленький корешок, стебелек и почечку (рис. 9).
У двудольных одна из сторон семени выпуклая, другая вогнутая. Снаружи блестящая гладкая семенная кожура. Под ней – зародыш, состоящий из двух семядолей и расположенных между ними корешка, стебелька и почечки
Рис. 9 Строение зерновки пшеницы
Интересное о семенах!
1. Самые крупные семена двулопастной формы у пальмы. Родом с Сейшельских островов. Их длина 30-45 см, вес до 15 кг в 30 млн. раз тяжелее, чем у березы. Созревает семя в течение 7-10 лет, а прорастает 1-1,5 года. Молодое растение получает питательные вещества от него в течение 3-5 лет. Обычно семена не имеют периода покоя, при хранении быстро теряют всхожесть.
2. Самые мелкие, меньше мм., семена у орхидей, 50 000 таких семян весят 0,1 г. Очень мелкие семена у белозера (отдельное семя весит 0,00003 г), у осины – 50 000 семян весят – 4 г. Такие семена как пылинки подхватываются и разносятся ветром. Но мелкие семена имеют и маленький зародыш – у орхидей он состоит из 30 клеток, мало запасных питательных веществ, поэтому для прорастания требует идеальных условий и быстро теряют всхожесть.
3. У подавляющего большинства цветковых растений созревшие семена не способны сразу прорастать. Они находятся в состоянии так называемого покоя. У некоторых растений сухие семена сохраняют всхожесть в течение нескольких лет, а иногда в течение десятков и даже сотен лет. Если подсушенные семена хранить в герметических условиях, при температуре близкой к абсолютному нулю они сохраняют жизнедеятельность практически бесконечно.
4. Наибольшая долговечность свойственна «твердым семенам». Так удалось прорастить семена лотоса, пролежавшие в торфянике Манжурии более 1000 лет. Еще большую долговечность обнаружили семена люпина, извлеченные из льдов (занесенных с почвой) Аляски – их возраст 10 000 лет.
Лекарственные свойства семян.
1. Семена пшеницы богаты витаминами – В1, В2, РР, а проростки пшеницы содержат необходимый для организма витамин Е. Заряд бодрости и энергии несут в себе проросшие семена пшеницы, регулируют обмен углеводов, белковый обмен, а также образование жирных кислот.
2. Льняное семя толченое применяется при заболеваниях кишечника – при запорах. (Пить два раза в день по столовой ложке с водой.)
3. Семя укропа огородного применяется при желчекаменной болезни. Две столовые ложки плодов залить 2 стаканами кипятка, кипятить 15 мин. На слабом огне. Охладить процедить, пить по 0,5 стакана теплого отвара 4 раза в день. Курс лечения 2-3 недели.
4. Настой семян укропа применяют не только при болезнях печени, но и для возбуждения аппетита, как мочегонное средство при судорогах, одышке и как успокаивающее средство. Для приготовления настоя используют 1 ст. ложку сухих семян заливают одним стаканом крутого кипятка, охлаждают, процеживают, пьют по одной ст. ложке 3-4 р. в день.
5. Семена петрушки обладают мочегонным действием, выгоняют соли из организма, усиливают тонус мускулатуры кишечника и мочевого пузыря. Отвар готовят из расчета 4 чайные ложки семян на один стакан кипятка, кипятят 15 мин. остужают и пьют по одной столовой ложке 4-6 раз в день.
Распространение плодов и семян. Способы распространения могут быть самыми разнообразными с использованием всех сил живой и так называемой неживой природы.
Возьмем нашу обыкновенную лесную рябину. Кто знает, как она распространяется?
- Ее разносят птицы, поедая ягоды с семенами.
- Какие птицы?
- Дрозды, снегири, синицы, свиристели и др.
У каких еще растений вызревают семена в окружении вкусной и питательной мякоти нередко привлекательно ярко окрашенных плодов, которые с удовольствием поедают животные?
- Многочисленные косточковые: вишня, слива, черешня, черемуха; ягоды древесных и кустарниковых пород в наших лесах: калины, крушины, малины и др.; маленьких кустарничков: черники, голубики, а также земляники. Не остаются незамеченными яблоки, груши и др.
- Такой способ биологи называют эндозоохорией.
- А, еще орехи!
У орехов, будь то лещина или кедровые орешки, представляющие серьезную пищевую базу для лесных обитателей, при поедании полностью используется содержимое семени, и эта часть урожая для потомства пропадает. Но трудолюбивые звери и птицы обычно в урожайные годы делают запасы, намного превосходящие их потребности, в многочисленных кладовках, о которых часто и забывают. Вот эти запасы и становятся распространяемым таким образом семенным фондом будущих поколений лесных пород. Этот способ называется синзоохорией.
Многие сухие плоды и семена не столь привлекательны для животных. На поверхности таких семян образуются многочисленные выросты, крючочки и прицепки, прикрепляющие их к шерсти животных. Это эпизоохория. Вы знаете растения с такими семенами?
- Гравилат лесной, череда, репейник и др.
Другая находка природы - это автохория, когда вырабатываются многочисленные механизмы разбрасывания семян из подсыхающего плода. Например, винтообразно скручиваются створки. У каких растений?
- Желтая акация, фасоль, мышиный горошек.
- Быстро и резко плод раскрывается всеми своими створками. У каких растений?
- Кисличка, недотрога.
- Рассеиваются семена сквозь появляющиеся при созревании многочисленные отверстия.
- Маки.
Семена многих растений разносятся ветром. Это анемохория. У каких растений ее можно наблюдать?
- Так распространяются семена ели, сосны, плоды одуванчика и других сложноцветных со своими парашютиками, крылатки клена, опушенные семена кипрея (Иван-чая), маленькие семена тополей в пушистом одеянии (мы их называем тополиным пухом) и совсем крошечные и легкие семена орхидей и т.д.
С завидным упорством семенные растения расселяются по земле, преодолевая жару и морозы, засуху и переувлажнение, расстояния и преграды, неся потери и щедро раздавая плоды своего неутомимого молчаливого труда. В жизни природы неизменно и несокрушимо действует принцип: «Все лучшее - будущим поколениям!»
Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 72; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!