Балашовский филиал
реклама
Балашовский филиал Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского Е. В. Попова Ботаника: лабораторные занятия Учебно-методическое пособие для студентов педагогических факультетов специальности 031200 «Педагогика и методика начального образования» Балашов 2008 УДК 58 ББК 28.5я73 П58 Рецензенты: Кандидат педагогических наук, директор МОУ «Гимназия № 1» С. А. Изгорев; Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Балашовского филиала Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского М. А. Занина. Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом Балашовского филиала Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского. Попова, Е. В. П58 Ботаника: лабораторные занятия : учеб.-метод. пособие для студ. пед. фак-тов спец. 031200 «Педагогика и методика начального образования» / Е. В. Попова. — Балашов : Николаев, 2008. — 60 с. ISBN 978-5-94035-330-0 Учебно-методическое пособие представляет собой комплекс лабораторных занятий по курсу «Естествознание (ботаника)». В нем рассматриваются строение растительной клетки и тканей, функции органов растений, их размножение и воспроизведение, а также систематика и экология растений. Пособие предназначено для студентов педагогических факультетов специальности 031200 «Педагогика и методика начального образования». Издание может быть полезным при организации индивидуальной самостоятельной работы студентов очного и заочного отделений. УДК 58 ББК 28.5я73 © Попова Е. В., 2008 ISBN 978-5-94035-330-0 2 Оглавление Введение ............................................................................................................... 4 Методические указания для студентов .............................................................. 6 Тема «Клетка и ткани. Органы растения, их строение и функции» ............... 7 Тема «Размножение и воспроизведение растений» .........................................23 Тема «Систематика растений. Низшие и высшие растения» .........................37 Тема «Экология растений».................................................................................43 Список рекомендуемой литературы ..................................................................45 Приложения .........................................................................................................47 3 Введение Программный материал курса «Естествознание (ботаника)» призван решать на факультете педагогики и методики начального образования целый ряд образовательных задач, главная из которых — подготовить студентов факультета к будущей практической работе — преподаванию предметов естественно-научного цикла образовательного компонента «Окружающий мир» в начальной школе. Содержание курса имеет также важное значение для общего развития студентов. Цель данного пособия — сформировать у студентов научное мировоззрение, выработать научный стиль мышления. Изучая ботанику, будущие учителя овладевают знаниями и умениями необходимыми для обучения младших школьников. В результате изучения материала курса студенты должны: приобрести знания о строении и жизни растений, эволюции растительного мира, связи растительного организма с окружающей средой, общих закономерностях сложения растительных сообществ, расселении растений по земной поверхности, использовании растительных ресурсов и их охране, основных систематических группах растений; об особенностях жизнедеятельности представителей основных систематических групп растений; о разнообразии растений, их значении в природе и жизни человека, их экологии; необходимость ведения природоохранной работы. Студенты должны уметь: практически работать с наглядными пособиями; определять основные систематические категории растений, видовую принадлежность и приспособленность отдельных растений к среде обитания; составлять списки растений данной местности, проводить про4 стейшие опыты с ними для выяснения функции их структур, зарисовывать изучаемые растения и их отдельные структуры; исследовать, изучать и описывать растения; проводить сравнительную характеристику растений; изучать растительный мир края; работать с различными источниками информации. Особое внимание при изучении курса обращено на вопросы экологии растений и их охраны — это поможет будущему учителю формировать у младших школьников бережное отношение к растениям и животным. Программа составлена в соответствии с учебным планом и отвечает требованиям государственного стандарта по дисциплине. Часть ее вопросов вынесена на самостоятельное изучение. В соответствии с требованиями Госстандарта по дисциплине «Естествознание (ботаника)» и программы в данном учебно-методическом пособии задания расположены по основным темам курса: «Ботаника как раздел биологии», «Клетка и ткани», «Органы растений», «Размножение и воспроизведение растений», «Основные процессы жизнедеятельности растений», «Систематика», «Царство Дробянки», «Царство Грибы», «Царство Растения», «Низшие растения», «Высшие растения», «Характеристика основных отделов споровых и семенных растений», «Развитие растительного мира на Земле», «Экология растений», «Охрана и рациональное использование растений». Руководство к лабораторным занятиям по ботанике, разработанное с учетом специфики подготовки учителей начальных классов, соответствует учебной программе курса «Естествознание» по разделу «Ботаника». В пособии использованы рисунки из практикума «Ботаника с основами экологии» Н. Д. Лисова. 5 Методические указания для студентов 1. Ha лекционных занятиях следует четко и правильно записывать название темы лекции, план лекции, рекомендуемую преподавателем литературу. 2. Конспектируется все содержание лекции, определения и правила записываются полностью, дословно. Если содержание лекции иллюстрируется рисунками и зарисовками на доске, то необходимо воспроизводить их в своем конспекте. 3. В конспекте лекций возможно применять общепринятые сокращения часто используемых слов или словосочетаний (можно также выработать свою собственную систему сокращений, не искажая при этом содержание учебного материала). 4. В конце каждой лекции можно задать преподавателю вопросы, возникшие у вас и непосредственно связанные с содержанием данной лекции. 5. Для успешного усвоения теоретического материала нужно прочитать свои записи в тот же день дома, при необходимости — обратиться к рекомендуемой по этой теме литературе, при затруднениях — обратиться непосредственно к преподавателю во время часов его индивидуальной работы со студентами. 6. В тех случаях, если лекционное занятие было пропущено, лучшим вариантом является не простое переписывание содержания лекции по конспектам других студентов, а полноценная самостоятельная работа студента по заданной тематике и указанной литературе из учебнометодического комплекса по данному учебному предмету. По каждому пропущенному занятию обязательно нужно отчитаться индивидуально, показав преподавателю составленный конспект и выяснив все возникшие при его составлении вопросы. 7. При подготовке к предстоящему лабораторному занятию необходимо прочитать всю рекомендуемую к занятию основную литературу, ответить на вопросы, вынесенные на обсуждение, принести на занятие все необходимое индивидуальное оборудование (линейку, карандаши, циркуль и т. д.). 8. На занятиях принимать активное участие в обсуждении поставленных вопросов. 9. Перед выполнением самостоятельной работы внимательно прочитать задание, уяснить его сущность и затем приступить к его выполнению. В случае непонимания задания следует обратиться с вопросом непосредственно к преподавателю. 6 Тема «Клетка и ткани. Органы растения, их строение и функции» Занятие 1. Растительная клетка Цели 1. Познакомиться с клеточным строением живых организмов. 2. Изучить строение клеток растений. 3. Познакомиться с многообразием клеток. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что собой представляет клетка? 2) Какие функции выполняют органоиды клетки? 3) Что собой представляет цитоплазма? 4) Что такое тургор? Теоретический материал. Клетка представляет собой основную структурную и функциональную единицу живого организма. У одноклеточных она осуществляет все функции, свойственные целому организму: питания, дыхания, накопления и выделения продуктов жизнедеятельности, размножения и т. п. У многоклеточных каждую из этих функций выполняют соответствующие комплексы клеток, т. е. ткани и органы. По форме клетки могут быть овальные, удлиненные, шарообразные, звездчатые и т. д. Несмотря на такое разнообразие, все клетки растений можно объединить в две группы: паренхимные, если их размеры во всех направлениях примерно одинаковы, и прозенхимные, если длина клеток намного превышает их ширину. Величина клеток также разнообразна и колеблется от нескольких микрон до нескольких десятков сантиметров. Растительная клетка у большинства растений с наружной стороны покрыта оболочкой, которую часто называют клеточной стенкой, особенно в тех случаях, когда речь идет о клетках, соединенных между собой. Под оболочкой располагается живое содержимое, или протопласт. Клетки без оболочки называются голыми. Они встречаются у некоторых низших растений. Клетки жизнедеятельны сравнительно ограниченное время и в процессе существования организма постоянно обновляются. Однако в ряде 7 случаев после отмирания протопласта клетка не погибает, поскольку ее оболочка берет на себя некоторые функции. Оболочка у молодых клеток состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. По мере же роста и специализации клеток она часто пропитывается такими веществами, как лигнин, суберин, кутин, или инкрустируется солями кремниевой кислоты. Это вызывает соответственно одревеснение, опробковение, кутинизацию, минерализацию. В многоклеточном организме клетки либо плотно прилегают одна к другой, либо между ними имеются промежутки, так называемые межклетники, обычно заполненные воздухом. Протопласт представляет собой цитоплазму с заключенными в нее органоидами (ядро, пластиды, митохондрии, комплекс Гольджи, сферосомы, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, лизосомы). Количество органоидов и их состав зависят от таксономического положения растения, специфики жизнедеятельности клетки и от ее возраста. Цитоплазма с наружной стороны покрыта мембраной, называемой плазмалеммой, и состоит из двух фракций: жидкой, представленной гиало-плазмой, или матриксом, и плотной, состоящей из тончайших связанных между собой разветвленных канальцев и микрофиламентов. Гиалоплазма содержит различные высокомолекулярные соединения, в том числе и белки, и обладает свойствами коллоидного раствора. Ее вязкость может изменяться. Чаще всего она находится в состоянии золя, но при определенных условиях золь переходит в состояние геля. Причем этот процесс обратим. Канальцы, или микротрубочки, — очень мелкие структуры, и увидеть их в световом микроскопе невозможно. В живой клетке цитоплазма может перемещаться с разной скоростью либо вдоль клеточных стенок, вокруг центральной вакуоли, либо отдельными тяжами, пересекающими полость клетки. В первом случае движение цитоплазмы называется круговым, во втором — струйчатым. Ядро играет важную роль в передаче наследственных признаков клетки и регулирует большинство ее жизненных процессов. Оно имеет вид светлого округлого или несколько вытянутого крупного тельца, окруженного оболочкой. Внутри него может быть одно или несколько ядрышек. В молодой клетке ядро располагается только в центре. В старой клетке оно чаще всего располагается в постенном слое цитоплазмы. Пластиды хорошо видны в световом микроскопе. Во взрослой растительной клетке имеется три типа пластид: хлоропласты (зеленого цвета), хромопласты (желтого или оранжевого цвета) и лейкопласты (бесцветные). Наиболее важную функцию выполняют хлоропласты — в них осуществляется фотосинтез. У высших растений они имеют вид двояковыпуклой линзы. 8 Митохондрии, диктиосомы, сферосомы, рибосомы, лизосомы мельче пластид и в световом микроскопе обнаруживаются только после специального окрашивания. По мере роста клетки в ней появляются мелкие вакуоли, заполненные водянистым клеточным соком. Он представляет собой раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта. К ним относятся углеводы, белки, органические кислоты и их соли, аминокислоты, алкалоиды, гликозиды, пигменты и другие вещества. Впоследствии вакуоли могут сливаться и образовывать одну крупную центральную вакуоль. В таких клетках цитоплазма располагается тонким постенным слоем и от вакуоли отграничивается мембраной — тонопластом, которая одновременно является «стенкой» вакуоли. 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите рисунки 2, 3 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — C. 11—12). Зарисуйте в тетрадях клетки эпидермы сочной чешуи лука репчатого и клетки листа элозии кападкой. Обратите внимание на обозначение рисунков. Задание 2. Сделайте вывод о форме, размерах, строении различных типов изученных клеток. Оформите результаты в виде таблицы. Строение клеток различных групп организмов Организм Тип клетки Органеллы клетки Задание 3. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 7, 10, 16. В — 13, 14, 19. Занятие 2. Растительные ткани Цели 1. Познакомиться с видами тканей растений. 2. Изучить строение тканей растений. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 9 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Ветки бузины. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что собой представляет растительная ткань? 2) Чем меристема отличается от других тканей? 3) Что собой представляют образовательные ткани; какие виды их бывают, какое положение они занимают в растении? 4) Как устроены ткани, какие функции они выполняют? 5) Почему перидерма называется сложной тканью? 6) Что такое ксилема и флоэма? Каково их строение? 7) Что собой представляют механические ткани? Какую роль они выполняют и как располагаются в растении? Теоретический материал. Тканями называют группы общих по происхождению и структуре клеток, выполняющих одинаковые функции. Выделяют несколько видов тканей: меристематические, или образовательные; покровные; механические; проводящие; основные и выделительные (приложение 3). Все ткани, за исключением образовательных, относятся к постоянным. Меристематические ткани обеспечивают рост растения в длину и толщину. Они состоят из плотно сомкнутых живых клеток, заполненных густой цитоплазмой, в центре которой располагается крупное ядро. Клетки покрыты тонкой оболочкой, вакуоли в них отсутствуют. Клетки меристемы способны к интенсивному делению и дифференциации, т. е. к превращению в клетки других тканей. По происхождению различают первичные и вторичные меристематические ткани. Первичные формируются в процессе развития зародыша в семени и локализуются в дальнейшем на кончике корня и на верхушке стебля (в конусах нарастания). Вторичные меристематические ткани формируются из других тканей, например камбий — из прокамбия, основной паренхимы. По положению на растении различают верхушечные, или апикальные ткани, боковые, или латеральные (прокамбий, камбий, феллоген), вставочные, или интеркалярные, и раневые, или травматические. Покровные ткани предохраняют растения от высыхания и защищают от неблагоприятных воздействий внешней среды. Кроме того, они обеспечивают и частично регулируют газообмен между растением и атмосферным воздухом. В зависимости от происхождения различают три типа покровных тканей: эпидерму, перидерму (пробку) и корку (ритидом). 10 Эпидерма — первичная покровная ткань листьев, молодых стеблей, цветков, плодов. Она чаще всего состоит из одного ряда живых плотно сомкнутых клеток, стенки которых обычно бывают извилистыми, благодаря чему они прочно соединяются между собой. С внешней средой стенки более толстые и покрыты слоем кутикулы, а также полосками, чешуйками и другими выростами, играющими определенную роль в защите от внешних воздействий. Функцию газообмена и транспирации выполняют располагающиеся в эпидерме устьичные аппараты. Они состоят из двух, так называемых шмыкающих, клеток бобовидной формы, обращенных друг к другу вогнутыми стенками, в результате чего образуется щель, ведущая в межклетники ассимиляционной ткани. Замыкающие клетки отличаются от обычных клеток эпидермы наличием хлоропластов. Клетки эпидермы, которые окружают замыкающие клетки, называются побочными или прилегающими, они тоже относятся к устьичному аппарату. Клетки эпидермы вследствие роста стебля в толщину постепенно деформируются и отмирают, и их заменяет вторичная покровная ткань — перидерма. Она образуется в результате деятельности вторичной образовательной ткани — феллогена, который формируется из субэпидермальных ими глубжележащих клеток, а иногда из клеток эпидермы. Клетки феллогена делятся перегородками параллельно поверхности стебля и, дифференцируясь в центробежном направлении, превращаются в пробку (феллему), а в центростремительном — в живую ткань феллодерму. Комплекс, состоящий из феллемы, феллогена и феллодермы, и представляет собой перидерму. Защитную функцию выполняет только феллема. Она состоит из правильных радиальных рядов плотно сомкнутых мертвых клеток с опробковевшими стенками. Функцию транспирации и газообмена берут на себя особые образования перидермы — чечевички, заполненные округлыми живыми клетками, разделенными большими межклетниками. Через эти межклетники и клетки осуществляется связь глубоко лежащих тканей стебля с внешней средой. Корка образуется у деревьев и кустарников на смену пробке, так как последняя под напором разрастающегося в толщину стебля через 2—3 года разрывается. Механические ткани обеспечивают в значительной степени прочность растения. В связи с выполняемой функцией клетки механических тканей тесно смыкаются друг с другом, их оболочки сильно утолщены и лишены перфораций. В зависимости от формы клеток, от химического состава клеточных стенок и способа их утолщения механические ткани подразделяются на колленхиму и склеренхиму. 11 Колленхима состоит из живых клеток изодиаметрической (иногда удлиненной) формы, содержащих хлоропласты. В зависимости от характера утолщения их оболочек различают уголковую, пластинчатую и рыхлую колленхиму. Оболочки клеток уголковой колленхимы утолщены только по углам. У пластинчатой колленхимы утолщены стенки клеток, располагающиеся параллельно поверхности органа. У рыхлой колленхимы (колленхима с межклетниками) клеточные оболочки утолщены со стороны межклетников. Склеренхима представляет собой мертвые клетки, оболочки которых равномерно утолщены и полностью или частично одревесневели. Она может быть в виде волокон или склереид. Волокна имеют вид прозенхимных клеток, сильно вытянутых в длину и заостренных на концах. Волокна, входящие в состав древесины, называются древесинными или либриформом, а луба — лубяными. Склереиды — это мертвые, как правило, паренхимные (каменистые) клетки, иногда сильно разветвленные (астросклереиды), нередко с настолько утолщенными оболочками, что их полости превращаются в щели. Оболочки склереид обычно одревесневают и пронизываются многочисленными поровыми каналами. Склереиды могут образовывать сплошную, очень прочную ткань. Примером может служить ткань косточек сливы, вишни, абрикоса или околоплодника лесного ореха. Склереиды могут быть и разбросаны среди сочных паренхимных клеток в плодах (у груши, айвы), корневищах (у пиона) и корнях (у хрена). В таких случаях они служат опорой для тонкостенных клеток органов. Проводящие ткани осуществляют обмен питательными веществами между органами растения. К ним относятся ксилема и флоэма. По ксилеме вода с растворенными в ней минеральными веществами из корней поступает в надземные части растения (восходящий ток). Ксилему составляют сосуды (трахеи), трахеиды, древесинная паренхима и либриформ. Сосуды образуют многочисленные мертвые клетки, так называемые членики, располагающиеся друг над другом в виде трубки значительной длины (от нескольких сантиметров до 2 м). Между соседними члениками сосуда возникают сквозные отверстия (перфорации). Трахеиды представляют собой мертвые прозенхимные клетки с утолщенными и одревесневшими оболочками. Длина их колеблется от долей миллиметра до 1 см. В оболочках имеются простые и окаймленные поры. По флоэме органические вещества передвигаются из листьев к другим органам. Это преимущественно нисходящий ток, хотя он и не всегда направлен вниз. 12 Флоэма состоит из ситовидных трубок, клеток-спутниц, лубяной паренхимы и лубяных волокон (приложение 3). 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите рисунки 9, 10, 11 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — C. 28—31). Зарисуйте в тетрадях верхушечную почку побега элодеи канадской, нижнюю эпидерму листа пеларгонии. Обозначьте рисунки. Задание 2. Рассмотрите невооруженным глазом пробку, чечевички ветки бузины и часть ее зарисуйте. Задание 3. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 7, 10, 16. В — 13, 14, 18, 19. Занятие 3. Корень Цели 1. Познакомиться с различными типами корневых систем, внутренним строением корня, его зонами. 2. Изучить видоизменения корней. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Гербарий. 5. Корнеплоды и корневые клубни. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что собой представляет корень? 2) Какие функции выполняет корень? 3) Что такое корневая система? 4) Какие существуют типы корневых систем? 5) Какие функции выполняет каждая корневая система? 6) Каково происхождение главного, боковых и придаточных корней? Теоретический материал. Корень — вегетативный орган растения, всасывающий из почвы воду с растворенными в ней минеральными ве13 ществами и проводящий их в стебель. Кроме того, с помощью корня растения закрепляются в почве. У некоторых растений корень выполняет также функции вегетативного размножения и служит местом отложения запасных питательных веществ. Через корень растения влияют друг на друга (посредством выделения отдельных веществ) или вступают во взаимосвязь с другими организмами (симбиоз). Корень — осевой орган растения, неопределенно долго нарастающий в длину благодаря деятельности апикальной меристемы. Для него характерны радиальная симметрия, наличие корневого чехлика, положительный геотропизм, т. е. рост по направлению вектора силы тяжести. По происхождению различают главные, придаточные и боковые корни, составляющие в совокупности корневую систему растения. Главный корень развивается из корешка зародыша семени. Придаточные корни — это корни, образующиеся на других органах растения. Особенно часто они развиваются на нижней части стебля (у кукурузы), на черенках (у ивы, тополя), на подземных побегах — корневищах (у осоки, ландыша, купены, земляники и др.), реже — на листьях (у бегонии). Боковые корни развиваются на главном или придаточных корнях и отличаются слабо выраженным геотропизмом, в связи с чем растут в горизонтальном направлении, т. е. перпендикулярно главному или придаточному корню либо косо вниз. Если корневая система представлена хорошо развитым главным корнем и отходящими от него боковыми, ее называют стержневой. Если же основную массу корневой системы составляют придаточные корни, а главный корень развит слабо, ее называют мочковатой. На верхушке корень покрыт корневым чехликом, защищающим лежащую под ним апикальную меристему — зону деления — от повреждений. Поверхностные клетки чехлика по мере роста корня отслаиваются, а вместо них из клеток апикальной меристемы нарастают новые. За зоной деления следует небольшой участок корня, в котором клетки перестают делиться и вытягиваются по оси корня, за счет чего он удлиняется. Это зона растяжения, или роста. С помощью корневых волосков осуществляется всасывание воды и минеральных веществ из почвы. В этой зоне происходит дифференциация тканей корня, формирующихся из первичной меристемы зоны роста. Анатомическое строение корня в зоне всасывания называют первичным. В корне различают первичную кору и центральный цилиндр. Первичная кора покрыта своеобразным эпидермисом, из клеток которого образуются корневые волоски. В связи с этим эпидермис корня называют ризодермой или эпиблемой. 14 В состав первичной коры входят экзодерма, паренхима и эндодерма. Экзодерма состоит из одного или нескольких рядов быстро опробковевающих многоугольных клеток и выполняет функцию покровной ткани. Под экзодермой залегают живые клетки основной паренхимы, располагающиеся более или менее рыхло и образующие межклетники. Внутренний однорядный слой плотно прилегающих одна к другой клеток первичной коры представлен эндодермой. На ранних этапах развития она состоит из живых, несколько вытянутых в длину призматических тонкостенных клеток. В дальнейшем радиальные и внутренние стенки ее пропитываются суберином и лигнином, в результате чего на них образуются пояски Каспари. Последние ограничивают свободное перемещение поглощенных из почвы растворов минеральных веществ вдоль клеточных стенок. Среди клеток эндодермы с поясками Каспари залегают тонкостенные живые, так называемые пропускные, клетки, через которые вода поступает в центральный цилиндр. Эти клетки располагаются против ксилемы и регулируют ток воды в проводящую систему. Таким образом, эндодерма в целом, регулируя поступление воды и водных растворов от корневых волосков к центральному цилиндру, выполняет роль физиологического барьера. Центральный цилиндр состоит из однослойного перицикла и системы проводящих тканей. Перицикл формируют живые паренхимные клетки. Он обусловливает образование боковых корней. Проводящая система корня представлена радиальным пучком, в котором группы элементов первичной флоэмы чередуются с тяжами первичной ксилемы. У двудольных и голосеменных растений, имеющих вторичные образовательные ткани, корень приобретает вторичное строение. Переход от первичного строения ко вторичному начинается благодаря деятельности камбия на границе всасывающей и проводящей зон. Камбий образуется из клеток паренхимы центрального цилиндра, расположенных между ксилемой и флоэмой. 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите рисунки 13, 14 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — C. 33, 37). Зарисуйте в тетрадях типы корневых систем, зоны корня и анатомическое строение корня. Обратите внимание на обозначение рисунков. Задание 2. Рассмотрите гербарий и определите корневые системы изучаемых растений. Задание 3. Рассмотрите корнеплоды и корневые клубни. Изучите видоизменения корней у растений ржи, пшеницы, одуванчика, гороха. Заполните таблицу. 15 Название растения Виды корней и типы корневой системы Типы корневой Наличие видоизВиды корней системы менения корней Задание 4. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 7, 16. В — 13, 19. Занятия 4—5. Побег Цели 1. Изучить морфологическое строение побегов травянистых и древесных растений. 2. Изучить расположение на побеге почек. 3. Изучить анатомическое строение стебля кукурузы. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Живые экземпляры побегов сирени, бузины, яблони, осины, тополя, липы, березы. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что собой представляет побег? Какие бывают побеги? 2) Что собой представляет почка? Какие бывают почки по положению на побеге, функциям и строению? 3) Что такое листовой рубец, почечное кольцо? 4) Чем моноподиальное ветвление отличается от симподиального, ложнодихотомическое — от дихотомического? 5) Каким образом и за счет чего образуется кора? 6) Как в стебле располагаются механические ткани и почему? 16 Теоретический материал. Побег представляет собой стебель, несущий листья и почки. Места прикрепления листьев называются узлами. У одних растений (например, у хвощевидных, злаковых, гвоздичных) они резко выражены и имеют вид утолщений; у других границы их более или менее стерты. Участки стебля между соседними узлами называются междоузлиями. По степени развития междоузлия побеги бывают удлиненные (с вытянутыми междоузлиями) и укороченные (с короткими междоузлиями). Удлиненные в свою очередь могут быть слабо- или густооблиственными, что зависит от длины междоузлий, числа узлов и листьев. Удлиненные побеги характерны для большинства растений. Укороченные побеги свойственны древесным растениям (у сосны, лиственницы, тополя, березы, яблони и др.). У покрытосеменных на них нередко образуются соцветия и плоды. Поэтому такие побеги у культурных плодовых растений называются плодушками. У некоторых травянистых растений надземная вегетативная часть представляет собой укороченный побег. На нем у самой земли располагается розетка листьев. Такие растения называются розеточными (подорожник, одуванчик). Угол, образованный листом и идущим вверх от него участком стебля, называется листовой пазухой. В пазухах листьев закладываются пазушные почки (одна или несколько), в результате развития которых побег ветвится. Заканчивается побег верхушечной почкой. Почка — это зачаточный побег с очень укороченными междоузлиями. Различают почки вегетативные, вегетативно-генеративные и генеративные, или цветочные. Вегетативная почка представляет собой зачаточный побег, состоящий из слабо развитого стебля, который заканчивается конусом нарастания, и тесно расположенных зачаточных листьев. В вегетативно-генеративной почке вначале закладываются листья, а затем из конуса нарастания формируются зачатки соцветия или цветка. В генеративных почках образуются только зачатки соцветия или одиночных цветков (в последнем случае почку называют бутоном). Обычно наружные листовые зачатки почки превращаются в почечные чешуи. Они прикрывают конус нарастания с зачаточными листьями и предохраняют почки от высыхания, от воздействия чрезмерно низких температур и механических повреждений. Побеги бывают простые (неветвистые) и разветвленные. Ветвление может быть верхушечным и боковым (рис. 1). При верхушечном ветвлении конус нарастания, представленный одной клеткой, делится на две части и из каждой из них формируется побег. 17 Рис. 1. Типы побегов (в зависимости расположения): 1 — прямостоячий побег (у колокольчика персиколистного); 2 — приподнимающийся (у тимьяна обыкновенного); 3 — лежачий (у вербейника монетчатого); 4 — ползучий (у лапчатки стелющейся); 5 — цепляющийся (у чины прилистниколистной); 6 — вьющийся (у хмеля вьющегося и вьюнка полевого); 7 — лазающий (у винограда культурного и плюща обыкновенного) 18 При боковом ветвлении побеги развиваются из пазушных почек. Причем конус нарастания верхушечной почки обеспечивает рост побега в длину, а из расположенных на нем пазушных почек развиваются боковые побеги. Боковое ветвление может быть моно- или симподиальным, что зависит от того, сохраняется ли верхушечная почка на побеге либо отмирает. Для моноподиального ветвления характерно то, что конус нарастания главного побега, представляющего собой ось первого порядка, функционирует длительное время (часто годы). При этом из пазушных почек на стебле образуются оси второго порядка, также нарастающие в длину. Моноподиальное ветвление свойственно голосеменным (ель, пихта, сосна, лиственница), многим древесным и травянистым покрытосеменным (бук, дуб, клен, черемуха, ясень, клевер луговой, колокольчик круглолистный, одуванчик лекарственный, подорожник). Симподиальное ветвление имеет место в том случае, когда верхушечная почка отмирает и рост стебля продолжается за счет развития ближайший боковой почки. Она формирует так называемый побег замещения, новый продолжает главную ось, но вскоре верхушечный рост его прекращается и под конусом нарастания из пазушной почки развивается новый побег уже следующего порядка. Таким образом формируются побеги всех последующих порядков. Симподиальное ветвление свойственно многим древесным (тополь, ива, береза и др.), кустарничкам (брусника, багульник), многолетним травам (злаки, осоки, чина весенняя, земляника лесная и др.). 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите побеги различных растений. Найдите на них узлы, междоузлия, пазухи листьев. Зарисуйте схематически побеги и обозначьте рисунки. Задание 2. Изучите строение вегетативно-генеративных почек сирени. Найдите стебель, зачатки листьев и соцветий. Зарисуйте почки. Ориентируйтесь на рис. 16 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — С. 44). Задание 3. Изучите поперечный срез стебля кукурузы, ориентируясь на рис. 17 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов — Мн. : Высш. шк., 1991. — С. 45). Зарисуйте в тетрадях. Обозначьте рисунки. Задание 4. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 7, 10, 16. В — 13, 14, 19. 19 Занятия 6—7. Лист Цели 1. Изучить морфологию листа и способы его прикрепления к стеблю. 2. Изучить морфологическое строение простых и сложных листьев. 3. Изучить жилкование листьев у различных растений. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Простые и сложные листья растений, гербарий. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Чем лист отличается от других вегетативных органов? 2) Чем простой лист отличается от сложного? Какие бывают простые и сложные листья? 3) Чем объясняется разнообразие морфологических признаков? 4) Благодаря каким структурам лист выполняет основные функции? 5) Как по анатомической структуре определить нижнюю сторону листа? 6) Почему у многих пустынных растений мелкие листья? 7) Одинаково ли внешнее и внутреннее строение у листьев сухопутных и водных растений? (Ответ пояснить на примерах.) 8) Что такое устьица, как они устроены и какую функцию выполняют? Открыты или закрыты устьица в ночное время, в жаркий полдень? (Ответ мотивировать.) Теоретический материал. Лист — боковая часть побега. Он обычно выполняет функции фотосинтеза, транспирации и газообмена с воздушной средой. Закладывается лист в конусе нарастания экзогенно в виде бугорка. Последний уже на ранних стадиях развития листа дифференцируется на верхнюю и нижнюю части. По бокам нижней части в ряде случаев формируются парные прилистники, которые на ранних стадиях развития листа растут быстрее, чем листовая пластинка, и прикрывают ее. Когда лист достигает полного развития, прилистники чаще всего опадают; иногда же они сохраняются в течение всей жизни листа. Прилистники бывают разные по форме и величине, а в отдельных случаях срастаются друг с другом и образуют так называемый раструб (например, у гречишных). 20 У ряда растений (у тополя, липы, клена) между основанием листа и листовой пластинки за счет интеркалярной меристемы формируется черешок. Такие листья называются черешковыми. Листья, не имеющие черешка, называются сидячими (у чемерицы, василька лугового). Они подразделяются на полустеблеобъемлющие, стеблеобъемлющие, пронзенные низбегающие (рис. 2). Основание черешка иногда бывает расширено и называется влагалищем (у ржи, пшеницы, ячменя, борщевика, сныти и др.). Рис. 2. Расположение листьев на стебле: 1 — полустеблеобъемлющий лист (у наперстянки пурпурной); 2 — стеблеобъемлющий (у капусты полевой); 3 — пронзенный (у володушки золотистой); 4 — низбегающий (у кукурузы) Рис. 3. Строение листьев: особые формы простых листьев: 1 — чешуйчатая; 2 — обратносердцевидная; 3 — сердцевидная; 4 — стреловидная почковидная; 5 — копьевидная; 6 — ромбическая; 7 — треугольная 21 Листовая пластинка и черешок густо пронизаны сетью жилок, образованных проводящими пучками. В зависимости от характера их расположения и способа ветвления различают простое, дихотомическое, пальчатое, перистое, параллельное и дуговое жилкование. Различают листья простые и сложные. Простые листья имеют одну листовую пластинку. Они у древесных растений осенью опадают, у травянистых чаще всего отмирают вместе со стеблем. Сложные листья обычно состоят из нескольких листочков, прикрепленных к общему черешку (рахису) короткими черешочками, образующими сочленение. Благодаря этому сложный лист опадает по частям — сначала листочки, затем рахис. Цельным лист считается, если надрезы края по размерам не превышают четверти полупластинки. Если же надрезы больше указанной величины, но меньше половины полупластинки, лист называют лопастным, а выступы между надрезами — лопастями. Когда величина надрезов превышает половину полупластинки, но они не доходят до средней жилки или основания листа, лист называют раздельным, а промежутки между надрезами — долями. Если надрезы доходят до средней жилки или основания, листья называют рассеченными, а выступающие части — сегментами. В зависимости от числа и характера расположения сегментов различают тройчато-, пальчато- и перисторассеченные листья. При перистом расчленении могут сформироваться лировидные, струговидные, гребневидные и прерывисто-перисторассеченные листья. Нередко листья бывают дважды или трижды расчлененные (расчленены их доли или сегменты). Верхушка листовой пластинки бывает тупой, заостренной, острой, выемчатой, усеченной. Основание листовой пластинки бывает клиновидным, округлым, сердцевидным, стреловидным, копьевидным, неравнобоким, срезанным (усеченным), суженным (рис. 3). Различают три формации листьев: низовую, срединную и верхушечную. Низовые листья — это листья, располагающиеся у основания побегов и чаще всего представляющие собой чешуи, выполняющие защитные функции. Срединные листья составляют основную массу листьев растений и являются типичными для данного вида. Верхушечные листья — листья, располагающиеся на цветоносных побегах (в соцветиях): прицветники, обвертки и т. д. Они, как правило, недоразвиты, не имеют черешков, окрашены или бесцветны. 22 У многих растений (у лютика жестколистного, стрелолиста обыкновенного, смежника, колокольчика округлолистного) листья срединной формации различаются по форме, размерам, расчленению и другим признакам (явление разнолистности, или гетерофилии). Расположение листьев на стеблях бывает различное, но всегда строго определенное: очередное, спиральное. Иногда наблюдается розеточное (изредка неточно называется прикорневым) расположение листьев. Это бывает в случаях недостаточного развития междоузлий. 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите выделенные образцы листьев. Найдите листовую пластинку, черенок и основание листа. Определите, есть ли у листьев прилистники. Сделайте рисунки черешкового и сидячего листьев. Части листа подпишите. Задание 2. Изучите таблицу «Строение листьев» (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. школа, 1991. — С. 21). Заполните таблицу в тетради. Задание 3. Рассмотрите выделенные образцы листьев растений. Определите простые и сложные листья. Задание 4. Рассмотрите жилкование листьев у различных растений. Определите листья с сетчатым, дуговым, параллельным жилкованием. Результаты запишите в таблицу. Название растений Внешнее строение листьев и листорасположение Тип листовой Жилкование Листорасположение пластины листа Задание 5. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 10, 16. В — 13, 14, 19. Тема «Размножение и воспроизведение растений» Занятия 8—9. Семена и проростки Цели 1. Изучить строение зерновки пшеницы. 2. Изучить строение семян фасоли. 3. Познакомиться с многообразием семян растений. 23 Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Семена лука, пшеницы, фасоли, овса. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) В чем заключается биологическая сущность и значение семян? 2) Какие признаки лежат в основе классификации семян? 3) В каких тканях семян могут накапливаться запасные питательные вещества? 4) Из каких элементов состоит зародыш фасоли, овса? 5) Какие условия необходимы для прорастания семян? 6) Что такое подземное и надземное пространство? 7) В какой последовательности развиваются органы фасоли и овса при прорастании? 8) Какие функции выполняют семядоли? Теоретический материал. Семя — это орган, выполняющий функции размножения и распространения растений. Развивается оно из семязачатка в результате двойного оплодотворения. В типичном случае семя цветкового растения состоит из зародыша и эндосперма, покрытых семенной кожурой. Зародыш развивается из зиготы, образующейся вследствие слияния мужской половой клетки с яйцеклеткой, и является зачатком нового растения. В большинстве случаев в зрелом семени он дифференцируется на зародышевый побег и зародышевый корешок. Зародышевый побег состоит из зародышевого стебелька и семядолей (две у двудольных, одна у однодольных, несколько у хвойных). На верхнем конце зародышевого стебелька из меристемы формируется верхушечный конус нарастания. Иногда на нем закладываются зачатки листьев, образующих почечку зародыша (например, у бобовых). У некоторых растений зародыш представлен предзародышем (т. е. не дифференцирован на зародышевые органы; у водосбора, василистника, ландыша, майника, любки, ятрышника) или состоит всего из нескольких клеток (у лилии). Эндосперм семени — многоклеточное образование, формирующееся из оплодотворенного вторичного зародышевого ядра. Он обеспечивает питание зародыша. На начальных этапах развития семени в эндосперме активно проходят метаболические процессы, в результате которых веще24 ства, поступающие из материнского организма, перерабатываются и передаются в зародыш. Однако у многих растений вскоре эти процессы затухают, и в эндосперме начинается отложение питательных веществ в запас. В зрелых семенах цветковых растений соотношение размеров зародыша и эндосперма сильно варьирует. У одних растений, например, у лилейных, зародыш очень мал и эндосперм занимает почти весь объем семени. У других, наоборот, зародыш ко времени созревания семени потребляет почти весь эндосперм и от него остается лишь небольшой слой клеток (у яблони, миндаля). Одной из важнейших особенностей семян является их способность значительное время находиться в состоянии покоя. При наступлении благоприятных условий семя начинает прорастать (рис. 4). Вначале из семени, разрывая семенную кожуру, выходит корешок, благодаря чему молодой проросток укрепляется в почве и поглощает воду с растворенными в ней минеральными веществами. Далее стебелек проростка у многих растений петлеобразно изгибается и через почву пробивается вершиной изгиба, поэтому почечка не повреждается при выносе ее из почвы. Позднее стебелек распрямляется. У проростков некоторых растений (например, у фасоли, подсолнечника и др.) семядоли выносятся на поверхность почвы, зеленеют и временно осуществляют функцию фотосинтеза (надземный тип прорастания). Та часть стебля, которая располагается между семядолями и корневой шейкой, называется надсемядольным коленом или гипокотилем. Участок стебля, располагающийся между семядолями и первой парой листьев, называется надсемядольным коленом или эпикотилем. У других растений (дуб, горох) при прорастании семян семядоли остаются в почве и почечка выносится на поверхность эпикотилем (подземный тип прорастания). При прорастании семян злаков их единственная семядоля остается в семени, а через почву пробивается колеоптиль (наружный зародышевый лист), защищающий почечку от повреждения. В зависимости от того, где именно откладываются запасные питательные вещества, различают следующие типы семян: 1) семена с эндоспермом (у моркови, мака, клещевины, пшеницы, ячменя, ржи, кокосовой пальмы, лука, ириса); 2) семена без эндосперма (питательные вещества запасаются главным образом в семядолях; у фасоли, гороха, бобов, дуба, подсолнечника, стрелолиста, частухи, рдеста); 3) семена с периспермом (у гвоздики, канны); 4) семена с эндоспермом и периспермом (у черного перца, имбиря). 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите под лупой зерновку пшеницы, опираясь на рис. 30 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. 25 пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — С. 85). Зарисуйте строение зерновки пшеницы и обозначьте рисунок. Рис. 4. Схема прорастания семян и строения проростков: А — злаки; Б, В — двудольные (соответственно подземное и надземное прорастание): 1 — колеоптиль; 2 — мезокотиль; 3 — первичный сложенный лист; 4 — эпикотиль; 5 — верхушечная почка; 6 — листья; 7 — семядоли; 8 — гипокотиль; 9 — главный корень; 10 — боковые Задание 2. Рассмотрите набухшее семя фасоли. Зарисуйте зародыш и укажите его составные элементы. Задание 3. Отберите проростки фасоли и овса в разных фазах развития: а) начало прорастания; б) появление всходов; в) появление первых листьев. Установите, какой орган первым трогается в рост, каким образом почка пробивается на поверхность почвы. Задание 4. Зарисуйте процесс прорастания семян фасоли и обозначьте рисунок (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — С. 86). Задание 5. Выполните тест по теме из приложения 4. 26 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 7, 14, 16. В — 13, 19. Занятия 10—11. Плоды Цели 1. Изучить строение плодов различных растений. 2. Распределить типы плодов, представленные в коллекции. 3. Изучить способы распространения плодов. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Коллекция плодов. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что собой представляет плод, в чем заключается процесс образования и созревания плодов? 2) Из каких частей цветка развивается плод? 3) Каковы функции плодов? 4) Какие части цветка превращаются в околоплодник, в семена? 5) Чем сочные плоды отличаются о сухих? 6) Какие плоды называются дробными, членистыми? 7) Что такое соплодие? Из чего оно образуется? 8) Как распространяются плоды? Какие для этого существуют приспособления? Теоретический материал. Плод — это орган, выполняющий функцию защиты семян от внешних воздействий и нередко способствующий их распространению. Он образуется из цветка после оплодотворения. Главную роль в образовании плода играет гинецей. Плод состоит из околоплодника (перикарпий) и семян. Околоплодник служит стенкой плода. Формируется он из стенки завязи, а часто и из других элементов цветка (из оснований тычинок, из околоцветника или цветоложа) и состоит из трех слоев: наружного — внеплодника (экзокарпий), среднего — межплодника (мезокарпий) и внутреннего — внутриплодника (эндокарпий). Околоплодник может быть сочным или сухим, с выростами в виде крыла (крылатка у клена, ясеня, 27 вяза), шипов (у дурмана), прицепок (у череды, липучки), волосков (у тополя, ивы) или без них. Кроме того, у него могут сохраняться и разрастаться некоторые элементы околоцветника, а иногда и верхушечные листья. Плоды очень разнообразны по форме, размерам, консистенции и по другим признакам. Все это затрудняет их классификацию. Разработано несколько классификаций плодов. Одна из них (морфологическая) основана на консистенции околоплодника, числе в нем семян и способе вскрывания плодов. Эта классификация достаточно простая и широко применяется. По консистенции околоплодника различают сочные и сухие плоды (рис. 5, 6). Сочные плоды имеют более или менее мясистый околоплодник, окружающий одно или несколько семян. Мясистая часть его обычно образуется из межплодника. К сочным плодам относятся ягодовидные и костянковидные. Ягодовидные объединяют преимущественно многосемянные плоды с сочным околоплодником. К таковым относятся ягода, тыквина, яблоко, померанец (геслеридий). Цветок — один из генеративных органов (наряду с плодами и семенами) покрытосеменных растений. Цветок покрытосеменных фактически является укороченным, неветвящимся, ограниченно растущим побегом, на котором развиваются органы спороношения (тычинки и плодолистики), образуются споры и гаметы, а также осуществляется половой процесс с последующим формированием семян и плодов. Он может располагаться непосредственно на вегетативном побеге или иметь цветоножку. В первом случае цветок называется сидячим. У типичного цветка на укороченной оси — стеблевой части, называемой цветоложем, — располагаются элементы околоцветника, тычинки и один или несколько пестиков, представляющих собой видоизмененные листья. Околоцветник — это стерильная (бесплодная, не способная к оплодотворению) часть цветка, выполняющая защитную функцию, а также функцию привлечения опылителей. Околоцветник, окрашенный в один цвет, называют простым. Он обычно бывает чашечковидным (состоит из листовидных зеленых листочков) или венчиковидным (листочки ярко окрашены). У некоторых видов околоцветник дифференцирован на различно окрашенные чашечку и венчик. Его называют двойным. 28 Рис. 5. Сочные плоды: 1 — ягода (у крыжовника обыкновенного); 2 — костянка (у вишни); 3 — ягода (у томата); 4 — цинородий — сборный орешек (у шиповника); 5 — яблоко (у яблони домашней); 6 — фрага — сборный орешек (у земляники лесной); 7 — сборная костянка (у малины); 8 — тыквина (у огурца посевного); 9 — померанец (у лимона); 10, 11 — соплодие (соответственно у ананаса, инжира и шелковицы) 29 Рис. 6. Сухие плоды: 1 — семянка (у подсолнечника); 2 — крылатка (у ясеня обыкновенного); 3 — сборный орешек (у лютика); 4 — листовка (у живокости полевой); 5 — двукрылатка (у клена остролистного); 6 — орех (у лещины обыкновенной); 7 — зерновка (у пшеницы); 8 — стручок (у капусты); 9 — семянка с хохолком (у одуванчика); 10 — самозарывающаяся зерновка с летучкой (у ковыля); 11 — боб (у гороха посевного); 12 — стручочек (у ярутки полевой); 13, 14 — коробочки (соответственно у белены черной и мака); 15 — сборная листовка (у водосбора обыкновенного); 16 — семянка с прицепками (у череды трехраздельной); 17 — членистый стручок (у редьки дикой) Чашечка, как правило, состоит из зеленых листочков — чашелистиков, свободных (раздельнолистная чашечка) или сросшихся основаниями (сростнолистная чашечка). У отдельных видов чашелистики бывают ярко окрашены, и тогда они выполняют или усиливают роль лепестков в при30 влечении насекомых-опылителей. У некоторых видов под чашечкой из прицветников либо из сросшихся прилистников формируется подчашие. Венчик состоит из ярко окрашенных лепестков, свободных (раздельнолепестные венчики) или сросшихся между собой, хотя бы частично (спайнолепестный венчики). В свободнолепестном венчике лепесток в большинстве случаев состоит из узкого ноготка, которым он прикрепляется к цветоложу, и из более широкого пластинчатого отгиба. В спайнолепестном венчике ноготки, срастаясь между собой, образуют трубку венчика; место перехода трубки в отгиб называется зевом. В зависимости от величины трубки и отгиба, от его формы различают колесовидный, воронковидный, колокольчатый, трубчатый, переходный, а также двугубый, одногубый, язычковый венчики. У ряда видов околоцветник состоит из пленок и чешуи и называется пленчатым. Голосеменные — это древесные, преимущественно вечнозеленые растения (деревья и кустарники) с хорошо развитыми корнями, стеблями и листьями. Листья у многих голосеменных игольчатые, иногда чешуевидные. Стебель у них имеет вторичное утолщение, древесина у большинства состоит только из трахеид, в проводящей системе отсутствуют сосуды. В процессе эволюции у голосеменных развился новый орган — семя, представляющий собой зачаточное растение. Семена имеют запас питательных веществ и покрыты кожурой. Развиваются они из семязачатков, которые формируются на женских шишках. Основную часть семезачатка составляет нуцеллус (макроспорангий), окруженный покровом, или интегументом. В семязачатке формируются макроспоры, женские заросток и половые органы, где после оплодотворения развивается зародыш. Тычинки в совокупности образуют так называемый андроцей. В каждой из них различают цилиндрическую или уплощенную тычиночную нить и пыльник. Последний состоит из двух половинок, соединенных связником и несущих по два гнезда (микроспорангии), где образуются пыльцевые зерна. Тычинки могут срастаться одна с другой либо оставаться свободными или располагаться пучками. В первом случае андроцей называется однобратственным. Если же при этом одна из тычинок остается свободной, андроцей считается двубратственным. Когда тычинки располагаются пучками, андроцей называют многобратственным. Пестик — это закрытое вместилище семязачатков. Образуется он вследствие срастания краев одного или нескольких плодолистиков. Совокупность плодолистиков (макроспорофиллов) одного цветка, образующих один или несколько пестиков, представляет гинецей. Гинецей, состоящий из одного плодолистика, образующего один пестик, называют одночленным, а из нескольких плодолистиков — многочленным. Последний может 31 быть апокарпным (плодолистики не срастаются между собой и образуют несколько пестиков) и ценокарпным (плодолистики срастаются в один пестик). В пестике обычно различают завязь (нижняя расширенная часть), вытянутый столбик и располагающееся на нем рыльце. У некоторых видов столбика нет, и рыльце называют сидячим. Столбики, как и тычинки, могут быть сросшимися или свободными. В завязи развиваются семязачатки. Они прикрепляются к стенке завязи семяножкой. Места их прикрепления называют плацентами. Центральную часть семязачатка составляет нуцеллус. Он частично окружен одним или двумя покровами (интегументами) так, что на вершине семязачатка остается узкий канал — пыльцевход, или микропиле. В нуцеллусе формируется зародышевый мешок, который у большинства видов покрытосеменных состоит из яйцеклетки, двух синергид, трех антипод и одной крупной центральной клетки. Ядра яйцеклетки, синергид и антипод гаплоидны. Центральная же клетка либо двуядерна, либо имеет одно диплоидное ядро, называемое вторичным. После опыления цветка спермии по пыльцевой трубке попадают в зародышевый мешок. Один из них сливается с яйцеклеткой, другой — с вторичным зародышевым ядром. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из вторичного зародышевого ядра формируется триплоидная питательная ткань — эндосперм. После оплодотворения семязачаток постепенно превращается в семя, а завязь — в плод. У ряда видов в цветках не формируются отдельные элементы. Такие цветки называются неполными. Если отсутствует околоцветник, цветок называют голым; если нет пестика — тычиночным или мужским; при отсутствии тычинок — соответственно пестичным или женским цветком. Одиночные цветки на вегетативных побегах формируются лишь у некоторых видов растений (мак, тюльпан, магнолия). У большинства растений они находятся на особых разветвленных побегах, называемых соцветиями. На узлах осей соцветия располагаются так называемые кроющие листья или прицветники, относящиеся чаще всего к верхушечным листьям (соцветие в этом случае называется брактеозным). Иногда кроющие листья не отличаются от ассимилирующих (фрондозные соцветия), а в некоторых случаях вообще отсутствуют (фрондулезные, или эбрактеозные, соцветия). Цветики могут формироваться прямо на оси побегов соцветий в пазухах прицветников либо иметь более или менее длинные цветоножки. Последние часто несут по два маленьких листочка, называемых прицветничками. Соцветие, как и всякий побег, может ветвиться. В зависимости от способа ветвления соцветия делятся на моноподиальные (ботрические, или рацемозные), симподиальные (цимозные) и тирзоидные, или тирсы. 32 У ряда видов моноподиальные соцветия имеют сильно вытянутую основную ось, и цветки начинают распускаться всегда снизу — в акропетальном направлении (верхушечный — конечный распускается последним). У некоторых растений основная ось укорочена и иногда расширена. В таких случаях цветки распускаются в центростремительном направлении — краевые первыми. Моноподиальные соцветия делятся на простые и сложные. У простых моноподиальных соцветий на главной оси располагаются одиночные цветки. Например, соцветие кисть имеет удлиненную ось, на боковых ответвлениях которой (одинаковой длины) — цветоножках — поочередно располагаются цветки. Примером могут служить ландыш майский, черемуха обыкновенная, горох посевной, люпин многолетний и др. Колос, как и кисть, также имеет удлиненную ось, но не имеет цветоножек, т. е. цветки у него сидячие. Такое соцветие, например, у подорожника. Удлиненная ось и у соцветия початок, но она утолщенная и мясистая; цветки у него без цветоножек, т. е. также сидячие (у белокрыльника болотного, аира). Своеобразную кисть представляет собой щиток. Главная ось этого соцветия имеет цветоножки неодинаковой длины, благодаря чему цветки располагаются почти в одной горизонтальной плоскости (у груши, боярышника колючего). У соцветия головка ось слегка утолщена, как у початка, но сильно укорочена, цветоножки отсутствуют или едва заметны (у букашника горного, некоторых видов клевера). У корзинки ось также укорочена и очень расширена, образует общее цветоложе; цветки сидячие, все верхушечные листья скучены под соцветием и образуют обертку (у василька синего, нивяника обыкновенного и других сложноцветных). Сережка представляет собой колос со слабопоникающей осью. После завершения цветения это соцветие опадает целиком (у ивы, тополя). У зонтика ось сильно укорочена, одинаковые по размеру цветоножки как бы выходят из одной точки, цветки располагаются почти в одной плоскости или куполообразно (у сусака зонтичного, первоцвета весеннего, вишни). Сложные моноподиальные соцветия состоят из простых, располагающихся на главной оси. У сложного колоса, например, на главной удлиненной оси располагаются простые колоски (у ржи, пшеницы, ячменя). У сложного щитка на главной оси располагаются простые щитки (у калины обыкновенной, валерианы лекарственной, рябины обыкновенной). У сложного зонтика укороченная главная ось несет лучи первого порядка; на них располагаются простые зонтики, а верхушечные листья образуют общую обертку (у моркови посевной, укропа, сныти обыкновенной). Ягода — многосемянный плод, сочный околоплодник которого, называемый внеплодником, покрыт тонкой кожурой. Плод образуется из нескольких 33 плодолистиков. Типичными ягодами являются плоды черники, брусники, клюквы, картофеля, винограда, крыжовника, смородины, томата. Нередко в быту к ягодам относят и плоды земляники. Однако их мясистая часть представляет собой разросшееся цветоложе и содержит мелкие орешки (плод у земляники называется фрага). Плод шиповника также нельзя назвать ягодой, поскольку он представляет собой бокаловидное мясистое ярко окрашенное цветоложе, к стенкам которого изнутри прикрепляются орешки (такой плод называется цинородий). У тыквины в плотном околоплоднике сильно развиты проводящие пучки, внеплодник твердый, нередко одревесневает. Тыквина характерна для огурца, тыквы, арбуза. У яблока мякоть образуется из основания тычинок, околоцветника и цветоложа, а самая сердцевина — из стенок завязи. Яблоко свойственно некоторым растениям семейства розоцветных (яблоня, груша, айва и др.). Померанец — это многосемянный плод с плотным кожистым окрашенным внеплодником, богато снабженным эфирными маслами, и с сухим губчатым белым межплодником. Внутриплодник у него пленчатый, с многочисленными сочными волосками. Сочная мякоть представляет собой разросшиеся мешковидные выросты внутриплодника. Померанец характерен для цитрусовых (апельсин, лимон, мандарин). Костянковидные объединяют плоды с деревянистым внутриплодником. К ним относятся костянка, сухая костянка, многокостянка. У костянки околоплодник четко разделяется на три части: на кожистый тонкий внеплодник, мясистый межплодник и одревесневший внутриплодник, образующий косточку. Такой плод у вишни, сливы, абрикоса, персика, а также у миндаля и кокосовой пальмы. Однако у двух последних межплодник зрелого плода становится сухим, волокнистым, поэтому плоды данных растений называются сухой костянкой. Сухие плоды по числу семян и способу вскрывания околоплодника разделяют на ореховидные (односемянные, как правило, невскрывающиеся) и коробочковидные (многосемянные, большей частью вскрывающиеся). К ореховидным плодам относят орех, орешек, семянку, крылатку, зерновку. Орех и орешек — это плоды, имеющие плотный одревесневший околоплодник, в который заключено единственное семя, легко от него отделяющееся. Орех и орешек различаются размерами. Такие плоды формируются у лютиковых, гречихи, пикульника, шалфея. У лещины плод представляет собой типичный орех, заключенный в плюску (особое образование, развивающееся из разросшихся прицветников). Семянка — плод с кожистым околоплодником, легко отделяющимся от семени и отличающимся от орешка лишь степенью уплотнения около34 плодника. Типичными семянками являются плоды растений из семейства сложноцветных (подсолнечник, василек, одуванчик и др.). Крылатка — это семянка или орешек, снабженный кожистым или перепончатым крыловидным придатком. Характерна преимущественно для древесных и кустарниковых растений (вяз, ясень, береза и др.). Зерновка — плод с тонким околоплодником, плотно срастающимся с семенной кожурой или плотно прилегающим к ней. Характерна для растений семейства злаковых. Коробочковидные плоды также разнообразны. Наиболее примитивно из них устроена листовка. Она образуется из одного плодолистика, одногнездна, вскрывается в месте срастания краев плодолистика (по брюшному шву) — как бы развертывается. Плод листовка, например, у живокости полевой. Боб — одногнездный плод, образованный одним плодолистиком. Вскрывается двумя створками в месте срастания краев плодолистика (брюшной шов) и по средней жилке (спинной шов). Семена прикрепляются вдоль брюшного шва. Бобы характерны для бобовых. Стручок и стручочек похожи на боб, но образуются они из двух плодолистиков и отличаются наличием между створками ложной перегородки. Вскрываются стручок и стручочек продольно двумя опадающими створками. Семена в них прикрепляются к перегородке. Стручок и стручочек различаются между собой соотношением длины и ширины. У первого длина превышает ширину в 3 и более раз (у горчицы, капусты). У второго длина ненамного больше ширины или равна ей (у пастушьей сумки, ярутки полевой, икотника серо-зеленого и др.). Коробочка — сухой, многосемянный, одно- или многогнездный плод. Вскрывается зубцами (у гвоздики, куколя, примулы), дырочками (у мака), крышечкой (у подорожника, белены) или продольными трещинами — створками. Последние могут расходиться в месте срастания плодолистиков (у фиалки), по средней их жилке (у тюльпана, ириса, лилии), стенкоотрывно (перегородки остаются соединенными в центре, а створки отходят от них; у дурмана). У ряда видов сухие многосемянные плоды при созревании распадаются на части (мерикарпии), соответствующие плодолистикам или их продольным половинкам. Такие плоды называются дробными. Примером может служить вислоплодник зонтичных, плод губоцветных (распадается на четыре орешка), двукрылатка клена. У некоторых видов плоды разламываются по поперечным (ложным) перегородкам на односемянные членики. Эти плоды называются членистыми. Они характерны для дикой редьки, копеечника. 35 У отдельных видов плоды образуются из нескольких пестиков одного цветика. Они называются сборными (многолистовка у водосбора, многоорешек у лютиковых, многокостянка у малины). У ряда видов несколько цветков соцветия срастается вместе. В таких случаях из них в дальнейшем формируется соплодие (у свеклы, шелковицы, ананаса, инжира). 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите коллекцию плодов. Найдите среди них сочные, сухие односемянные, многосемянные. Обратите внимание на способ их раскрывания и характер прикрепления семян. Определите, к какому типу относится, каждый плод коллекции. Зарисуйте плоды растений. Обозначьте рисунки. Задание 2. В коллекции найдите плоды, распространяемые: — ветром, — человеком, — муравьями, — птицами. Проанализируйте особенности строения данных плодов. Заполните таблицу. Типы плодов растений Растения Типы плодов Задание 3. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 7, 10, 16. В — 13, 14, 19. 36 Тема «Систематика растений. Низшие и высшие растения» Занятие 12. Высшие споровые растения Цели 1. Изучить строение и способ размножения мха кукушкина льна. 2. Составить схему цикла его развития. 3. Изучить особенности строения плаунов, хвощей. 4. Изучить строение и размножения папоротника. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Таблица. 4. Лупа. 5. Гербарий. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что характерно для высших растений? 2) Как устроены органы полового размножения у мхов? 3) Что собой представляет смена ядерных фаз? Где происходит редукционное деление у моховидных? 4) Где образуются споры у папоротников, хвощей, плаунов? 5) В чем заключаются главные различия между моховидными и другими высшими споровыми растениями? 6) В чем состоит главное отличие в развитии моховидных и папоротниковидных? Теоретический материал. К высшим споровым растениям относятся моховидные, плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные. Они вместе с голо- и покрытосеменными составляют подцарство высших растений. Высшие растения — это в основном наземные растения, утратившие связь с первичной водной обстановкой. Появление их связано с выходом растений на сушу. Развиваясь при периодическом увлажнении, нередко в условиях продолжительных засух, эти растения приобрели ряд специфических черт, отличающих их от низших растений. У высших растений тело расчленено на побег и корень, ткани дифференцированы на покровные, проводящие, механические и т. д., за исключением моховидных — у них нет корня, а ткани дифференцированы очень слабо. 37 В процессе эволюции у высших растений постепенно осуществлялись редукция гаметофита и совершенствование спорофита. Поэтому у всех у них, за исключением моховидных, в цикле развития преобладает спорофит, представляющий собой самостоятельное автотрофное растение, и гаметофит часто живет за его счет. Моховидные — древняя группа растений. Главнейшей их особенностью является преобладание в цикле развития гаметофита (полового поколения). Спорофит, развивающийся из зиготы, выражен слабо, не способен к самостоятельному существованию, питается полностью или частично за счет гаметофита и остается с ним до созревания и рассеивания спор, после чего отмирает. Это свидетельствует о том, что моховидные эволюционировали изолированно и отличаются от всех других высших растений, развивавшихся по линии совершенствования спорофита и редукции гаметофита. Большинство моховидных приурочено к местам с избыточным увлажнением, что в известной мере объясняет тот факт, что среди них сохранилось немало талломных (слоевищных) форм, отличающихся достаточно примитивным строением. Гаметофит моховидных не имеет типичных проводящих тканей, а также корней. Функцию последних у них выполняют ризоиды. Гаметофиты моховидных обоеполы и раздельнополы. Половые органы представлены архегониями и антеридиями. Оплодотворение яйцеклеток у всех моховидных осуществляется подвижными сперматозоидами и только при наличии капелек воды. Плауновидные — типичные листостебельные растения, имеющие корни. Листья у них мелкие (микрофиллия), спорангии располагаются по одному на спорофиллах, собранных в колоски. Среди плауновидных имеются как равно-, так и разноспоровые. У последних гаметофит сильно редуцирован. У многих видов плаунов гаметофит представлен подземным заростком, вступающим в симбиоз с грибами. Большинство ныне живущих хвощевидных — небольшие многолетние растения, обладающие корневищем с многочисленными придаточными корнями. Листья и боковые побеги у них располагаются правильными чередующимися мутовками, разграничивающими обычно длинные междоузлия. На верхушках побегов развиваются спороносные колоски, несущие спорофиллы в форме щитков. К колоску они прикрепляются с помощью ножки, вокруг которой располагаются спорангии, где созревают споры. Папоротниковидные — также многолетние, в большинстве случаев травянистые, иногда древовидные (с колонноподобным стволом высотой до 20 м) растения. 38 У травянистых папоротниковидных подземное корневище с придаточными корнями и крупными листьями стеблевого происхождения. Последние появились в результате уплощения и срастания теломов и отличаются большими размерами. Они одновременно являются фотосинтезирующими. Для папоротниковидных также характерна смена спорофита и гаметофита. Первый хорошо развит и состоит из клеток, ядра которых несут диплоидный набор хромосом. Гаметофит является зеленым самостоятельно живущим пластинчатым (реже нитевидным) заростком, для ядер клеток которого характерен гаплоидный набор хромосом. Среди папоротников имеются как равноспоровые, так и разноспоровые. У равноспоровых заросток обоеполый, архегонии и антеридии развиваются на его нижней стороне, несущей ризоиды. У разноспоровых из спор формируются и мужские и женские сильно редуцированные заростки. 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите на гербарном материале строение кукушкина льна. Зарисуйте данный вид мха и обозначьте рисунок. Задание 2. Составьте схему цикла развития кукушкина льна, опираясь на рис. 22 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — С. 62). Задание 3. Рассмотрите плауна и хвощ полевой. Зарисуйте и укажите все органы растений. Задание 4. Рассмотрите гербарный материал папоротника. Зарисуйте, отметьте вегетативные органы. Задание 5. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 7, 10, 16. В — 13, 14, 18, 19. Занятие 13. Голосеменные растения Цели 1. Познакомиться с разнообразием голосеменных растений. 2. Изучить особенности их строения. 3. Изучить особенности строения и развития женских и мужских шишек сосны обыкновенной, выяснить их роль в размножении. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 39 3. Побеги и шишки сосны обыкновенной, пихты, лиственницы. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Чем голосеменные отличаются от других высших растений? 2) Какие вегетативные органы имеют хвойные растения? 3) Какова продолжительность жизни листьев у ели, сосны, лиственницы? 4) Какие признаки отличают голосеменные от споровых растений и какие сближают с ними? 5) Что собой представляют женские шишки; мужские шишки? 6) Как устроено пыльцевое зерно? 7) Как устроен семязачаток у сосны? Есть ли похожие морфологические структуры у папоротниковидных? 8) Как происходит оплодотворение у сосны? 9) Есть ли сходство в цикле развития голосеменных и папоротников? Теоретический материал. Голосеменные — это древесные, преимущественно вечнозеленые растения (деревья и кустарники) с хорошо развитыми корнями, стеблями и листьями. Листья у многих голосеменных игольчатые, иногда чешуевидные. Стебель у них имеет вторичное утолщение, древесина у большинства состоит только из трахеид, в проводящей системе отсутствуют сосуды. В процессе эволюции у голосеменных развился новый орган — семя, представляющий собой зачаточное растение. Семена имеют запас питательных веществ и покрыты кожурой. Развиваются они из семязачатков, которые формируются на женских шишках. Основную часть семезачатка составляет нуцеллус (макроспорангий), окруженный покровом, или интегументом. В семязачатке формируются макроспоры, женские заросток и половые органы, где после оплодотворения развивается зародыш. 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите побеги и шишки экземпляров сосны, пихты, лиственницы. Найдите измененные и укороченные побеги. Обратите внимание на расположение и число листьев у разных растений. Зарисуйте побеги и обозначьте рисунки. Задание 2. Изучите и зарисуйте цикл развития сосны обыкновенной рис. 27 (Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — С. 69). Задание 3. На гербарных материалах сосны обыкновенной найдите женские и мужские шишки разных возрастов. Зарисуйте женские и мужские шишки. 40 Задание 4. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 6, 10, 16. В — 13, 18, 19. Занятие 14. Покрытосеменные растения Цели 1. Изучить строение актиноморфных цветков с простым и двойным околоцветником. 2. Изучить строение зигоморфных цветков. 3. Изучить строение разных соцветий, выявить их биологическую роль. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Лупа, гербарии. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Что собой представляет цветок покрытосеменных растений? Каково его происхождение? 2) Что собой представляют тычинки? Как они устроены? Какова их функция? 3) Как устроен семязачаток, каковы его функции? 4) Почему цветки ивы, лещины и ольхи называются голыми? 5) Что такое «пустоцвет»? Какие растения имеют такие цветки? 6) По какому принципу классифицируются соцветия? Какие выделяют типы соцветий? В чем заключается их биологическая роль? Теоретический материал. Покрытосеменные занимают особое положение среди высших растений как по числу видов (свыше 250 000), так и по значению в природе, в том числе и в жизни человека. Это наиболее высокоорганизованные растения, у которых, кроме вегетативных органов, типичных для большинства высших растений (корень, стебель, листья), формируются специализированные репродуктивные органы (цветок и плод). Для покрытосеменных также характерно двойное оплодотворение, в ходе которого используются два спермия. Вместе с тем у них в ксилеме появляются сосуды (трахеи), а во флоэме — клетки-спутницы. Им свойственно и чередование полового (гаметофит) и бесполого (спо41 рофит) поколений. Причем гаметофит сильно редуцирован, а спорофит представляет хорошо развитые растения, имеющие вегетативные (корень, стебель, листья) и генеративные (цветки, плоды и семена) органы (приложение 3). 3. Самостоятельная работа Задание 1. Рассмотрите на тематическом гербарии цветки с двойным околоцветником. Обратите внимание на строение их чашечки, венчика. Найдите отличия между чашелистиками и лепестками. Определите характер симметрии цветков. Зарисуйте все элементы изученных цветков. Задание 2. Рассмотрите на тематическом гербарии цветок фасоли обыкновенной. Найдите чашечку и венчик околоцветника, изучите их строение. Найдите парус, весла, лодочку, определите характер симметрии цветка. Подсчитайте число элементов цветка, зарисуйте их. Задание 3. На гербарном материале изучите строение соцветий разных типов. Рассмотрите их, найдите отличительные признаки моно- и симподиальных простых и сложных соцветий. Подберите растения с разными соцветиями. Схематически зарисуйте их и отразите детали строения, число элементов, порядок распускания цветков. Задание 4. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 4, 7, 10, 16. В — 13, 18, 19. 42 Тема «Экология растений» Занятие 15. Растительный мир края Цели 1. Изучить экологию растений. 2. Распределить растения, изучаемые в школьных курсах природоведения, по экологическим группам. 3. Выявить наиболее распространенные растения своей местности. 4. Изучить охраняемые виды растений. Оборудование 1. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии : практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 2. Рабочая тетрадь в клетку. 3. Программы для общеобразовательных учреждений. Начальные классы (1—4). — М. : Просвещение, 1998. 4. Плешаков, А. А. Природоведение. Учебник для 2, 3, 4 классов. — М. : Просвещение, 1998. 5. CD-диски. План 1. Организация. 2. Обсуждение поставленных вопросов: 1) Каковы экологические последствия косвенного воздействия человека на растительный мир? 2) Что изучает экология растений? 3) Какие вы знаете группы экологических фактов? 4) Какие вы знаете жизненный формы растений? 5) Какие растения своего края вы знаете? 6) Какие виды растений занесены в Красную книгу России и СНГ? 7) Какие растения охраняются в вашей местности? Теоретический материал. Природные зоны — крупное подразделение оболочки Земли — закономерно сменяют друг друга в определенном порядке в зависимости от климатических условий. Зоны обычно не имеют резко выраженных границ. Существуют зональные комплексы: ледяная, тундра, лесная, спеть, пустыня, влажные и сухие субтропики и т. д. Исключительная суровость климатических условий зоны обусловливает бедность видового состава флоры. Экологией называется общебиологическая наука, изучающая закономерности взаимоотношений организмов друг с другом и с окружающей средой. Элементы окружающей среды, способные оказывать прямое или 43 косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами. 3. Самостоятельная работа Задание 1. Распределите растения, изучаемые в школьных курсах природоведения по экологическим группам. Выпишите из учебников видовые названия растений, затем дополните этот список растениями местной флоры. Задание 2. Проанализируйте вариативные программы на CD-дисках «Естествознание», «Дракоша и занимательная биология», «Энциклопедия лекарственных растений». Выясните, с какими группами растений предлагают авторы программ познакомить младших школьников. Установите, какие признаки данных групп растений включены в содержание программ. Составьте свою программу. Задание 3. Напишите очерк о растениях. План очерка: — распространение вида; — внешний вид растения, связанный с условиями обитания; — значение в природе и жизни человека; — охрана растения. Задание 4. Составьте список наиболее распространенных видов растений вашей местности. Выявите охраняемые виды растений. Задание 5. Выполните тест по теме из приложения 4. 4. Выводы. Список литературы А — 2, 4, 6, 9, 10, 14, 16, 17, 20, 21, 22. В — 2, 4, 5, 7, 8, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20. 44 Список рекомендуемой литературы Основная (А) 1. Измаилов, С. Ф. Азотный обмен в растениях / С. Ф. Измаилов. — М., 1986. — 320 с. 2. Полевой, В. В. Фитогормоны / В. В. Полевой. — Л., 1982. — 249 с. 3. Практикум по физиологии растений для студентов биологического факультета / сост. С. А. Степанов. — Саратов : изд-во Сарат. ун-та, 2002. — 64 с. 4. Практикум по физиологии растений : учеб. пособие / под. ред. В. Б. Иванова. — М. : Академия, 2001. —144 с. 5. Практикум по фотосинтезу и дыханию растений : учеб. пособие / под ред. В. В. Полевого и Т. В. Чирковой. — СПб., 1997. — 245 с. 6. Рубин, Б. А. Курс физиологии растений : учеб. / Б. А. Рубин. — М. : Высш. шк., 1971. — 672 с. 7. Сабинин, Д. А. Физиология развития растений / Д. А. Сабинин. — М., 1963. — 320 с. 8. Саламатова, Т. С. Физиология растительной клетки : учеб. пособие / Т. С. Саламатова. — Л., 1983. — 232 с. 9. Школьник, М. Я. Микроэлементы в жизни растений / М. Я. Школьник. — Л., 1974. — 324 с. 10. Якушкина, Н. И. Физиология растений : учеб. / Н. И. Якушкина. — М., 1993. 11. Якушкина, Н. И. Физиология растений : учеб. для студентов / Н. И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко. — М., 2005. — 463 с. 12. Заяц, Р. Г. Биология для абитуриентов / Р. Г. Заяц [и др.]. — Мн. : Юнипрес, 2002. 13. Козлова, В. Н. Ботаника для учителей начальной школы / В. Н. Козлова. — М. : Академия, 2004. 14. Лаптев, Ю. П. Растения от «А» до «Я» / Ю. П. Лаптев. — М. : Колос. 2004. 15. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии: практикум : учеб. пособие для вузов / Н. Д. Лисов. — Мн. : Высш. шк., 1991. — 106 с. 16. Нехлюдова, А. С. Полевая практика по природоведению / А. С. Нехлюдова. — М., 1986. 17. Практикум по экологии / под ред. С. В. Алексеева. — М. : АОМДС, 1996. 18. Родионова, Г. Б. Охрана растительного мира / Г. Б. Родионова. — М. : Академия, 2005. 19. Чебышев, Н. В. Биология / Н. В. Чебышев. — М. : Новая волна, 2003. 20. Чернова, Н. М. Экология / Н. М. Чернова. — М. : Академия, 2001. 21. Чиков, П. С. Лекарственные растения : справочник / П. С. Чиков. — М. : Академия, 2004. 22. Еленевский, А. Г. Ботаника. Систематика высших или наземных растений : учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / А. Г. Еленевский. — М. : Изд. центр «Академия», 2006. 23. Вахненко, Д. В. Биология с основами экологии : учеб. для вузов / Д. В. Вахненко, Т. С. Гарнизоненко, С. И. Колесников ; под общ. ред. В. Н. Думбая. — Ростов н/Д : Феникс, 2003. 45 24. Лиходед, В. М. Экология : учеб. пособие / В. М. Лиходед, В. Н. Лиходед. — Ростов н/Д : Феникс, 2006. 25. Коробкин, В. И. Экология в вопросах и ответах : учеб. пособие / В. И. Коробкин. — Ростов н/Д : Феникс, 2002. Дополнительная (В) 1. Аржановская, Н. В. Вода в жизни растений, животных и человека / Н. В. Аржановская // Начальная школа. — 2005. — № 4. — С. 54. 2. Беликов, П. С. Физиология растений / П. С. Беликов, Г. А. Дмитриева. — М. : Изд-во Российского ун-та дружбы народов, 1992. — 376 с. 3. Гусев, Н. А. Состояние воды в растении / Н. А. Гусев. — М., 1974. —130 с. 4. Дибберт, Э. Физиология растений / Э. Дибберт. — М. : Мир, 1976. — 423 с. 5. Максимов, Н. А. Краткий курс физиологии растений : учеб. / Н. А. Максимов. — М. : Сельхозгиз, 1958. — 354 с. 6. Богданец, Т. П. Подготовка студента-стажера к уроку естествознания / Т. П. Богданец // Начальная школа. — 2004. — № 9 — С. 89. 7. Гайсина, Р. С. Олимпиады по природоведению / Р. С. Гайсина // Начальная школа. — 2005. — № 5. — С. 89. 8. Григорьев, А. А. Экологические уроки прошлого и современности / А. А. Григорьев. — Л., 2001. 9. Дерим-Оглу, Е. Н. Ночная жизнь растений и животных / Е. Н. Дерим-Оглу, Н. А. Фролова // Начальная школа. — 2003. — № 6. — С. 27. 10. Иванова, Л. Н. Водоемы / Л. Н. Иванова // Начальная школа. — 2004. — № 8. — С. 66. 11. Константинов, В. М. Охрана природы / В. М. Константинов. — М. : Академия, 2003. 12. Романова, Э. П. Природные ресурсы мира / Э. П. Романова [и др.]. — М. : Мир, 2003. 13. Савенкова, Е. А. Краски осени / Е. А. Савенкова // Начальная школа. — 2004. — № 10. — С. 63. 14. Толмазова, Л. В. Удивительный мир растений / Л. В. Толмазова // Начальная школа. — 2004. — № 6. — С. 86. 15. Чернов, Ю. И. Природная зональность и животный мир суши / Ю. И. Чернов. — М., 1995. 16. Экскурсия в природу по югу России / сост. Е. И. Руднянская [и др.]. — Волгоград : Учитель, 2005. 46 Приложения Приложение 1 Темы для самостоятельной работы студентов Ботаника как раздел биологии История становления и развития ботаники. Развитие растительного мира на Земле. Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9. В — 2, 4, 7, 13, 14, 19. Клетка и ткани. Органы растения, их строение и функции Ткани и их виды. Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. Размножение и воспроизведение растений Реагенты роста растений. Роль минеральных веществ в жизни растений. Основные процессы жизнедеятельности растений. Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. Систематика растений. Низшие и высшие растения Характеристика основных отделов споровых и семенных растений. Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. Экология растений. Охрана и рациональное использование растений Охрана и рациональное использование растений. Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. 47 Приложение 2 Темы докладов и рефератов Растения основных природных зон России Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20. Значение растений в природе и жизни человека Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20. Охрана растений Список литературы А — 2, 4, 6, 7, 9, 14, 16, 17, 20, 22, 24. В — 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20. Растения основных природных зон России Список литературы А — 1, 5, 6, 9, 16. В — 6, 9, 13, 14, 15, 17. Заповедники, заказники, памятники природы Список литературы А — 1, 2, 6, 9, 10, 13, 15, 16. В — 4, 6, 7, 9, 13, 14, 16, 17, 18. 48 Приложение 3 Ткань Образовательная (меристема) Основная (паренхима) Проводящая: — ксилема (древесина) — флоэма (луб) Ткани цветкового растения Элементы Структура Камбий: точки Клетки многогранроста (меристемы нее, тонкостенные, верхушечные, цитоплазма без боковые, вставакуолей и хлоровочные и кончика пластов, постоянно корня) делятся а) ассимиляцион- Клетки с тонкими ная (мякоть листенками и больста, некоторые шим количеством клетки коры хлоропластов стебля) Функции Обеспечивает рост растения, дает начало другим тканям Фотосинтез б) запасающая (эндосперм, видоизменения корня, стебля, паренхима лубяная и древесная) в) воздухоносная (водные и болотные растения) Клетки округлые или многоугольные, живые тонкая оболочка часто утолщается и древеснеет, много межклетников Хранилище запасных питательных веществ (сахар, белки, крахмал), накопление влаги в межклетниках у растений жаркого климата; накопление воздуха в межклетниках а) трахеиды Клетки вытянутые, мертвые, без цитоплазмы, с одревесневшими стенками Восходящий ток воды и минеральных солей б) трахеи Клетки вытянутые, с частично одревесневшими стенками и сохранившимися участками цитоплазмы Клетки вытянутые, живые, с цитоплазмой лишенные ядра, их поперечные перегородки имеют отвестрия, расположены параллельно трахеям а) ситовидные трубки 49 Нисходящий ток продуктов ассимиляции (органических веществ) от листьев в стебель и корень б) клеткиспутницы Механическая Волокна дуба и древесины Типичное для растительных клеткостроение, прилегают к ситовидным трубкам Клетки с толстыми одревесневшими стенками Обеспечивают упругость и прочность растений Защитная, испарение воды, газообмен, фотосинтез Покровная — эпидермис (кожица) Устьица (эпидермис листьев и стеблей травянистых растений), восковой налет, волоски Клетки живые, тонкостенные, со всеми органоидами, часто с хлоропластами, плотно прилегают друг к другу — пробка, вторичная покровная ткань (стебли и корни многолетних растений) Многослойная ткань, чечевички Клетки мертвые с плотными оболочками, пропитанными жироподобными веществами Защитная, газообмен (через чечевички) — корка (старые ветки и стволы деревьев) Комплекс отмерших тканей (основная ткань, старая пробка) Мертвые клетки, заполненные воздухом, с толстыми оболочками Защитная, газообмен (через трещины коры) Основные морфологические признаки растений классов Признак Однодольные Двудольные Тип корневой системы Мочковатая В основном стержневая, у некоторых травянистых растений — мочковатая Стебель Травянистый, обычно Травянистый, способный неветвящийся, проводяко вторичному утолщещие пучки не имеют нию, проводящие пучки камбия и разбросаны по имеют камбий и расповсему стеблю ложены по кругу Форма листа Простые, цельнокрайние, Разнообразны по форме, обычно без черешка и края рассеченные или прилистников зубчатые, чаще с черешком и прилистниками Жилкование листа Параллельное или дугоСетчатое вое 50 Строение цветка Обычно трехчленные, реже дву- или четырехчленные Строение семени Зародыш и одна семядоля Название соцветия Головка Зонтик Кисть Колос Корзинка Початок Сережка Обычно пяти-, реже четырехчленные Чашечка и венчик хорошо обособлены Зародыш и две, реже три-четыре семядоли Типы соцветий покрытосеменных Расположение цветков Примеры Простые соцветия Сильно укорочена главКлевер ная ось; цветки расположены тесно и кажутся сидячими Укороченная главная ось, Вишня, лук ножки цветков выходят как бы из одной точки, и цветки располагаются куполообразно или на одной плоскости Удлиненная главная ось, Черемуха, наперстянка на которой расположены одинаковой длины цветоножки с боковыми цветками Сидячие цветки располаПодорожник гаются на главной удлиненной оси Расширенный и утолПодсолнечник, василек щенный конец укороченной оси, выпуклый, вогнутый или плоский, на нем располагаются мелкие сидячие цветки, снаружи соцветие окружают зеленые прицветные листья — обвертка Сидячие цветки располаКукуруза, аир гаются на утолщенной мясистой главной оси В отличие от колоса и Грецкий орех, ива кисти имеет свивающую ось, на которой расположены боковые цветки 51 Щиток Сложный зонтик Метелка, или сложная кисть Сложный колос Сложный щиток Нижние краевые цветки имеют длинные цветоножки, поэтому все цветки располагаются в одной плоскости Сложные соцветия Боковые оси его заканчиваются не цветками, а простыми зонтиками — зонтичками, в основании общего зонтика прицветные листья образуют обвертки, у основании зонтичков они называются обверточки Главная длинная ось растет как кисть и ее боковые веточки – кисти Главная ось моноподиально ветвится на простые колосья (колоски) Главная ось представляет собой щиток, боковые оси-щитки и корзинки 52 Груша Морковь, укроп, борщевик Сирень, мятлик Пшеница, рожь Тысячелистник, рябина Приложение 4 Тесты 1. Типы тканей Покрытосеменных: а) образовательная, б) промежуточная, в) основная, г) проводящая, д) механическая. 2. Вегативные органы цветкового растения: а) корень, б) стебель, в) цветок, г) плод, д) лист. 3. Функции корня: а) поглощение воды и минеральных солей, б) фотосинтез, в) симбиоз с другими организмами, г) вегетативное размножение, д) транстирация. 4. Главным называется корень: а) самый толстый, б) самый длинный, в) самый разветвленный, г) развивающийся из зародышевого корешка, д) образующийся от стебля. 5. Придаточными называются корни: а) самые толстые, б) самые длинные, в) самые разветвленные, г) развивающиеся из зародышевого корешка, д) образующиеся от стебля. 6. Побег состоит из: а) стебля, листьев и почек, б) листьев и почек, в) стебля и почек, г) стебля, корней и почек, д) листьев и цветков. 7. Порядок листорасположения: а) перистосложное, б) очередное, в) супротивное, г) мутовчатое, д) пальчатосложное. 53 8. Видоизменения побегов: а) корень, б) корневище, в) клубень, г) луковица, д) корнеплод. 9. Функции листа: а) газообмен, б) рост стебля в длину, в) фотосинтез, г) транстирация, д) вегетативное размножение. 10. Типы простых листьев: а) цельное, б) тройчатосложные, в) пальчатосложные, г) лопастные, д) перистосложные. 11. Типы сложных листьев: а) цельные, б) тройчатосложные, в) пальчатосложные, г) лопастные, д) перистосложные. 12. Типы жилкования листа: а) параллельное, б) очередное, в) дуговое, г) мутовчатое, д) сетчатое. 13. Способы вегетативного размножения: а) семенами, б) корнями, в) листовыми черенками, г) плодами, д) побегами. 14. Женской частью цветка является: а) пестик, б) тычинка, в) чашечка, г) лепестки, д) цветоложе. 15. Мужской частью цветка является: а) пестик, б) тычинка, в) чашечка, 54 г) лепестки, д) цветоложе. 16. Однодомные растения: а) огурец, б) кукуруза, в) береза, г) тополь, д) ива. 17. Двудомные растения: а) огурец, б) кукуруза, в) береза, г) тополь, д) ива. 18. Простые соцветия: а) головка, б) корзинка, в) сережка, г) метелка, д) сложный щиток. 19. Сложные соцветия: а) головка, б) корзинка, в) сережка, г) метелка, д) сложный щиток. 20. Простые соцветия имеют растения: а) рябина, б) подорожник, в) пшеница, г) клевер, д) укроп. 21. Сложные соцветия имеют растения: а) рябина, б) подорожник, в) пшеница, г) клевер, д) укроп. 22. Типы сухих плодов: а) семянка, б) костянка, в) орех, г) ягода, д) стручок. 23. Типы сочных плодов: а) семянка, 55 б) костянка, в) орех, г) ягода, д) стручок. 24. Условия прорастания семян: а) наличие почвы, б) живой зародыш, в) определенная температура, г) доступ кислорода, д) влага. 25. Классификацию растений изучает: а) палеоботаника, б) систематика, в) анатомия, г) физиология, д) экология. 26. Основы классификации растений заложил: а) Г. Мендель, б) К. Линней, в) Р. Гук, г) П. Горянинов, д) Ч. Дарвин. 27. Отдел Покрытосеменные включает классы: а) Голосеменные, б) Однодольные, в) Двудольные, г) Сложноцветные, д) Злаковые. 28. Характерные черты класса Однодольные: а) мочковатая корневая система, б) стержневая корневая система, в) семя имеет одну семядолю, г) семя имеет 2, 3, 4 семядоли, д) листья простые, сидячие. 29. Характерные черты класса Двудольные: а) мочковатая корневая система, б) стержневая корневая система, в) семя имеет одну семядолю, г) семя имеет 2, 3, 4 семядоли, д) листья простые, сидячие. 30. Лекарственные растения семейства Злаковые: а) ландыш, б) кукуруза, в) душистый колосок, г) солодка, д) девясил. 56 Ответы на тесты 1) а, в, г, д. 2) а, б, д. 3) а, в, г. 4) г. 5) д. 6) а. 7) б, в, г. 8) б, в, г. 9) а, в, г, д. 10) а, г. 11) б, в, д. 12) а, в, д. 13) б, в, д. 14) а. 15) б. 16) а, б, в. 17) г, д. 18) а, б, в. 19) г, д. 20) б, г. 21) а, б, в. 22) а, в, д. 23) б, г. 24) б, в, г, д. 25) б. 26) а, б. 27) б, в. 28) а, в, д. 29) б, г, д. 30) б, в. 57 ДЛЯ ЗАМЕТОК 58 ДЛЯ ЗАМЕТОК 59 Учебное издание Попова Елена Викторовна Ботаника: лабораторные занятия Учебно-методическое пособие для студентов педагогических факультетов специальности 031200 «Педагогика и методика начального образования» Редактор М. Б. Иванова Корректор Н. Н. Дробышева Подписано в печать 18.03.08. Формат 60×84 1/16. Уч.-изд. л. 2,3. Усл.-печ. л. 3,75. Тираж 100 экз. Заказ № Издательство «Николаев», г. Балашов, Саратовская обл., а/я 55. Отпечатано с оригинал-макета, изготовленного издательской группой Балашовского филиала Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского. 412300, г. Балашов, Саратовская обл., ул. К. Маркса, 29. Печатное агентство «Арья», ИП «Николаев», Лиц. ПЛД № 68-52. 412340, г. Балашов, Саратовская обл., ул. К. Маркса, 43. E-mail: arya@balashov.san.ru 60
