Развитие растительного мира на Земле — Классификация цветковых растений - СТРОЕНИЕ ПОКРЫТОСЕМЕННОГО (ЦВЕТКОВОГО)РАСТЕНИЯ - НАД ЦАРСТВО ЯДЕРНЫЕ ОРГАНИЗМЫ - РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ

Основные этапы исторического развития и усложнения растительного мира на Земле. Создание культурных растений человеком. Достижения ученых в выведении новых сортов растений.

Задание 29

• Повторить учебный материал, обобщив свои знания по ботанике.

• Ответить на вопросы для самоконтроля.

• Проанализировать таблицу 79.

Вопросы для самоконтроля

• Какая эра следует за звездной эрой?

• Назовите эры в хронологическом порядке.

• На какие периоды делят палеозойскую эру?

• Назовите периоды мезозойской эры.

• В какую эру возникли на Земле живые организмы?

• Как питались первые живые организмы?

• Какие организмы являются общими предками растений и животных?

• Когда возникли первые автотрофные организмы?

• Какие организмы господствовали в протерозое и стимулировали развитие животного мира в морях?

• В каком периоде палеозойской эры растения вышли на сушу?

• Какие это были растения?

• Какие растения господствовали в каменноугольном периоде и благодаря чему этот период получил свое название?

• Почему семенные растения победили в борьбе за существование?

• В какой эре и каком периоде появились на Земле покрытосеменные растения?

• Какую роль (положительную и отрицательную) оказывает человек на дальнейшее развитие растительного мира?

• Какие мероприятия проводятся в нашей стране по охране редких и исчезающих видов растений? Что такое Красная книга флоры?

Анализируя таблицы 61, 66, обратите внимание на появление ароморфозов: автотрофное питание, выделение свободного кислорода, образование хлорофилла, появление ядра, возникновение многоклеточного тела — слоевища, вегетативных органов (корень, стебель, лист), развитие двух типов спор (крупных и мелких), редукция заростка, совершенствование спорофита, перенос спермиев с помощью пыльцевой трубки, формирование цветка, семени, плода, появление двойного оплодотворения и т. д.

Там же найдите идиоадаптации: появление тканей у высших растений, видоизменения вегетативных органов, симбиоз, приспособления к различным агентам опыления, приспособления к распространению плодов и семян, листопадность, появление различных жизненных форм, вегетативное размножение и т. д. Отметьте в таблицах дегенерации: редукцию многоклеточных заростков у семенных растений, редукцию архегониев у покрытосеменных и антеридиев у семенных растений, редукцию корней и хлорофилла у цветковых растений-паразитов и т. д.

Таблица 79. Развитие растительного мира на Земле

Эры (продолжительность)	Периоды	Появляющиеся растения	Господствующие растения	Вымирающие растения
Кайнозойская, возраст 62-70 млн лет	Антропогеновый Неогеновый Палеогеновый	Культурные растения Современные покрытосеменные	Современная флора	Виды, подвергающиеся биологическому регрессу
Мезозойская, возраст 240 млн лет	Меловой Юрский Триасовый	Древние покрытосеменные Первые покрытосеменные Современные голосеменные	Современные голосеменные Голосеменные Древние голосеменные	Голосеменные, папоротники Древние голосеменные Семенные папоротники
Палеозойская, возраст 570 млн лет	Пермский Каменноугольный Девонский Силурийский Ордовикский Кембрийский	Древние голосеменные Семенные папоротники Грибы, мхи, папоротники, хвощи, плауны Псилофиты Крупные многоклеточные водоросли	Семенные папоротники, травянистые папоротники Гигантские папоротники, хвощи, плауны Псилофиты, водоросли Водоросли Бактерии, цианобактерии, зеленые и красные водоросли	Древовидные папоротники, хвощи, плауновидные Псилофиты Многие виды водорослей
Протерозойская, возраст 2600 млн лет		Зеленые и красные водоросли	Зеленые водоросли, цианобактерии, бактерии
Архейская, возраст 3500 млн лет	—	Цианобактерии, бактерии	—	—

Рис. 56. Семейство Астровые — подсолнечник:

А — побег е соцветием, Б — трубчатый цветок, В — плод семянка, Г — семя в разрезе, Д — проросток;

1 — ложноязычковые цветки, 2 — соцветие корзинка, 3 — нижняя завязь, 4 — чашечка, 5 — трубчатый венчик, 6 — тычинки, 7 — двулопастное рыльце пестика

Рис. 57. Семейство Бобовые — горох посевной:

А — побег с цветками, Б — плод боб, В — цветок, Г — мотыльковый венчик, Д — пестик (монокарпный гинецей), Е — тычинки (двубратственный андроцей);

1 — парус, 2 — весла, 3 — лодочка, 4 — семязачатки, 5 — завязь, 6 — столбик, 7 — рыльце, 8 — раскрывающийся боб, на створках которого расположены семена

Рис. 58. Семейство Капустные — капуста огородная:

А — кочан (видоизмененная верхушечная почка главного побега), Б — цветоносный побег, В — цветок без околоцветника, Г — плод стручок, Д — раскрывшийся стручок;

1 — пестик (ценокарпный гинецей), 2 — тычинки (четырехсильный андроцей), 3 — створки стручка, 4 — перегородка, на которой находятся семена

Рис. 59. Семейство Лилейные — лилия саранка:

А — цветоносный побег, Б — цветок, В — трехстворчатый плод коробочка, Г — луковица;

1 — мутовка листьев, 2 — листочки простого околоцветника, 3 — тычинки, 4 — пестик

Рис. 60. Семейство Мятликовые (Злаки) — рожь посевная:

А — соцветие сложный колос, Б — двухцветковый колосок, В — цветок, Г — диаграмма цветка;

1 — ось сложного колоса, 2 — ось колоска, 3 — колосковая чешуя, 4 — нижняя цветковая чешуя, 5 — ость, 6 — верхняя цветковая чешуя,

7 — цветковые пленочки (лодикулы), 8 — завязь пестика (псевдомонокарпная), 9 — тычинки, 10 — два перистых рыльца

Рис. 61. Семейство Пасленовые — картофель (паслен клубненосный):

А — цветоносный побег, Б — цветок в продольном разрезе, В — цветок со стороны сростнолистной чашечки, Г — ценокарпный плод ягода,

Д — ягода на поперечном и продольном разрезе; 1 — чашелистик, 2 — спайнолепестный венчик, 3 — пестик, 4 — тычинки,

5 — плодоножка, 6 — чашечка, 7 — ягода, 8 — прерывисто-перисторассеченный лист

Рис. 62. Семейство Розоцветные — цветки представителей подсемейств:

А — спирейные, Б — шиповниковые, В — сливовые, Г — яблоневые;

1 — малина, 2 — шиповник, 3 — различной формы разросшееся цветоложе — гипантий

Рис. 63. Семейство Розоцветные — земляника лесная:

А — общий вид растения, Б — цветок в разрезе, В — диаграмма цветка, Г — видоизмененный побег ус,

Д — апокарпный плод многоорешек или сборная семянка (общий вид и на продольном разрезе);

1 — гипантий, 2 — чашечка с подчашием, 3 — венчик, 4 — тычинки, 5 — пестики, 6 — сочное разросшееся цветоложе (гипантий),

7 — сухие плоды семянки (орешки), 8 — тройчатосложный лист, 9 — прилистники

Словарь основных терминов и понятий

Астровые (Сложноцветные) — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу двудольных. Представлено в основном травами. Корневая система стержневая. Стебель прямостоячий. Листья простые цельные или рассеченные, без прилистников. Имеются видоизменения вегетативных органов: главного корня (корнеплод цикория), придаточных корней (корневые клубни георгины), побега (клубни топинамбура), которые служат для запасания питательных веществ (главным образом полисахарида инулина). Для бодяка, осота, одуванчика характерно образование придаточных почек на корнях — это корнеотпрысковые растения (трудноискоренимые сорняки). Многие растения содержат млечный сок (одуванчики, цикорий, салат). Цветки собраны в соцветие корзинка, окруженное обверткой из зеленых или чешуевидных листьев (рис. 56). Наиболее часто встречаются четыре типа цветков: трубчатые, язычковые, ложноязычковые и воронковидные. Различные сочетания этих цветков делают соцветия яркими, хорошо заметными для опылителей. Эти цветки различаются не только по форме околоцветника, но и по функции — трубчатые и язычковые цветки обоеполые, образующие семена и плоды, в то время как ложноязычковые и воронковидные бесплодные, служат для привлечения насекомых. Трубчатые цветки подсолнечника, ромашки, пижмы имеют формулу Бесплодные ложноязычковые цветки (желтые, белые, красные, фиолетовые), расположенные по краю корзинки подсолнечника, ромашки, астры, хризантемы, окружают невзрачные трубчатые цветки; воронковидные цветки, тоже яркие и красивые, выполняют аналогичную функцию у василька. Язычковые цветки одуванчика, осота, цикория имеют формулу они обычно в корзинке находятся одни. Плод у представителей семейства — семянка, часто с летучкой (одуванчик), хохолком (осот), прицепками (череда, репейник). Представители семейства — подсолнечник, салат, цикорий, артишок (пищевые), топинамбур (кормовое), ромашка, пижма, календула, полынь (лекарственные), георгина, астра, хризантема (декоративные), одуванчик, осот, бодяк (сорные), амброзия (вызывает аллергию). Астровые — самое молодое и самое большое семейство класса двудольных растений, насчитывающее более 20 тыс. видов.

Бобовые — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу двудольных (рис. 57). Представлено в основном травами, за исключением кустарника караганы (желтой акации) и древесного растения робинии (белой акации). Корневая система стержневая, у многолетников мочковатая. На корнях образуются клубеньки с азотфиксирующими бактериями. Стебель прямостоячий, вьющийся, цепляющийся, ползучий. Листья преобладают сложные с прилистниками, у некоторых с усиками. Цветки одиночные или собраны в соцветия — кисть или головка. Цветок мотыльковый, имеет формулу Плод — боб. Семена представлены кожурой и крупным зародышем, запасающим белок в семядолях. Представители семейства — горох, фасоль, соя (пищевые), люцерна, клевер, вика, верблюжья колючка (кормовые), душистый горошек, робиния, карагана (декоративные), копеечник, термопсис (лекарственные), люпин и другие растения обогащают почву азотом, поэтому играют большую роль в севооборотах.

Из семян сои вырабатывают большое количество разнообразных диетических продуктов. Семена сои и чечевицы содержат очень много белка. Он является полноценным, поскольку в его состав входят все 8 незаменимых аминокислот. Поэтому соя и чечевица могут использоваться вегетарианцами вместо мяса. Сою даже называют «зеленой коровой».

Двудольные растения — класс отдела покрытосеменных растений, для которого характерны следующие признаки: в зародыше семени две семядоли, корневая система стержневая, листья простые и сложные, цельные и рассеченные, жилкование перистое и пальчатое, имеется камбий, число членов цветка кратно 4 или 5. Сюда относятся семейства: розоцветных, бобовых, капустных, сельдерейных, пасленовых, тыквенных, астровых и др. Насчитывает 200 тыс. видов.

Капустные (Крестоцветные) — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу двудольных (рис. 58). Представлено в основном травянистыми растениями со стержневым главным корнем, часто видоизмененным в корнеплод (редис, репа, турнепс). Стебель прямостоячий, иногда клубневидно утолщенный (капуста кольраби). Листья простые цельные (капуста) или перистораздельные (редис) без прилистников. Побег видоизменяется: в кочан — верхушечная почка главного побега (капуста), кочанчики — боковые пазушные почки (брюссельская капуста). Соцветие — кисть, иногда сильно утолщенное (цветная капуста). Формула цветка Плод стручок или стручочек. Все органы растений в разной степени содержат горчичное масло. Представители — капуста, редис, хрен (пищевые), листовая капуста, турнепс (кормовые), горчица, рапс (масличные), пастушья сумка, дикая редька (сорные), имеются лекарственные и медоносные растения.

Лилейные — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу однодольных. В умеренной зоне представлено травами. Корневая система мочковатая, стебель прямостоячий, листья простые, цельные, ланцетные, заостренно-овальные, линейные, с дуговидным жилкованием (рис. 59). Цветки одиночные или в соцветии зонтик (лук, чеснок), кисть (ландыш, лилия). Формула цветка Плод — ягода (ландыш, спаржа) или коробочка (тюльпан, лук). Представители используются как пищевые и целебные (лук, чеснок), лекарственные (ландыш, алоэ), декоративные (тюльпан, лилия) растения.

Мятликовые (Злаковые) — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу однодольных (рис. 60). Представлено травами. Корневая система мочковатая, стебель соломина — полый внутри, за исключением кукурузы, проса, сахарного тростника. Ветвление стебля происходит только в узле (зоне) кущения, расположенном близ поверхности почвы. Листья линейные, влагалищные, часто с язычком и ушками. Соцветия сложные — метелка (овес), сложный колос (рожь), султан (лисохвост), початок (кукуруза). Любое сложное соцветие состоит из простых соцветий — колосков, которые, в свою очередь, состоят из одного, двух или нескольких цветков. В связи с ветро- или самоопылением околоцветник невзрачный, представлен чешуями, пленками, щетинками. Формула цветка где О₍₂₎₊₂ читается: околоцветник простой, в наружном круге две сросшиеся доли образуют верхнюю цветковую чешую, а во внутреннем круге две свободные доли называются лодикули (пленочки). Плод — зерновка. Представители — рожь, пшеница, рис, кукуруза, просо, ячмень, овес (пищевые), многие из них имеют также и кормовое значение: тимофеевка, костер, лисохвост, мятлик (кормовые лугопастбищные); щетинник, куриное просо, пырей (сорняки). Большое значение имеют газонные травы и зеленые покрытия стадионов (мятлики, овсяницы). Пыльца злаков является аллергеном, вызывающим сенную лихорадку, особенно во время цветения.

Однодольные растения — класс отдела покрытосеменных растений, для которого характерны следующие признаки: в зародыше семени одна семядоля, корневая система мочковатая, листья простые, цельные, с параллельным дуговидным жилкованием, камбий в стебле и корне отсутствует, число частей цветка кратно 3. К этому классу относятся семейства лилейных, орхидных, осоковых, мятликовых, пальмовых (см. рис. 55). Насчитывается 64 тыс. видов.

Пасленовые — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу двудольных (рис. 61). Представлено в основном травами. Корневая система стержневая, при вегетативном размножении — мочковатая. Стебель прямостоячий, вьющийся, стелющийся. Листья простые, цельные, перистораздельные или перисторассеченные, без прилистников. Видоизменением побега являются клубни, образующиеся на столонах у картофеля. Все органы растений в разной степени содержат ядовитые вещества (соланин, атропин, никотин), поэтому их зеленая масса не имеет кормового значения. Цветки одиночные или в соцветиях, часто имеют запах. Формула цветка Плод — ягода (томаты, картофель, баклажан) или коробочка (табак, белена). Представители семейства используются как пищевые растения (томаты, картофель, баклажан, перец), кормовые (картофель), лекарственные (красавка-белладонна), наркотические (табак, махорка), декоративные (петуния, душистый табак).

Покрытосеменные (Цветковые) — отдел самых молодых в эволюционном отношении растений, для которых характерно наличие цветка и плода. Жизненные формы: деревья, кустарники, травы — одно-, дву- и многолетники. Возникли в середине мезозойской эры. Господствуют в современных ландшафтах. Подразделяются на два класса — двудольные и однодольные. Являются главными пищевыми, кормовыми, лекарственными, техническими, декоративными растениями, а также сорняками. В настоящее время на Земле свыше 260 тыс. видов цветковых растений.

Розоцветные — семейство покрытосеменных растений, относящихся к классу двудольных (рис. 62, 63). Представлено деревьями, кустарниками, травами. Корневая система стержневая, при вегетативном размножении — мочковатая. Стебель прямостоячий, вьющийся, стелющийся, ползучий. Листья простые или сложные, с прилистниками. Видоизменения вегетативных органов — корневища, усы, колючки. Цветки одиночные или собраны в соцветия: кисть (черемуха), зонтик (вишня), щиток (груша). Околоцветник яркоокрашенный или белый, что наряду с запахом и нектаром привлекает насекомых-опылителей. Формулы цветка:

Для цветков многих видов характерно разросшееся цветоложе гипантий (земляника, шиповник), которое является главным накопителем сахаров, витаминов, биологически активных веществ и в практике приравнивается к плодам (рис. 62). Плоды же бывают сухие (сборные семянки, орешки — земляника, шиповник) и сочные (яблоко у яблони и груши, костянка у вишни и сливы, сборная костянка у малины, костяники). Представители имеют пищевое, лекарственное, декоративное значение, являются медоносами, дают поделочный материал, эфирные масла. Из луговых трав распространены манжетка, лапчатка, гравилат, на болотах сабельник, таволга.