Голосемянные и цветковые растения, их признаки и классификация

Реферат

на тему: "Голосемянные и цветковые растения, их признаки и классификация"

Содержание

1. Голосеменные

2. Цветковые растения

Общие признаки и классификация цветковых

Двудольные раздельнолепестные. семейство крестоцветные

Двудольные раздельнолепестные. семейство розоцветные

Двудольные раздельнолепестные. семейство мотыльковые

Двудольные сростнолепестные. семейство пасленовые

Двудольные сростнолепестные. семейство тыквенные

1. Голосеменные

Общие признаки. К семейству голосеменных относится около 700 видов. Голосеменные размножаются семенами. Стало быть, это семенные, а не споровые растения. Однако их семязачатки и семена располагаются более-менее открыто. У них нет пестиков, как у цветковых растений, отсутствуют завязи и плоды.

Большинство голосеменных - хвойные. В нашей стране кроме хвойных из голосеменных встречается только безлистный кустарник - эфедра (из него добывают лекарство - эфедрин).

Общие признаки хвойных. Все хвойные - деревья, редко кустарники. Листья их игольчатые или чешуевидные, вечнозеленые (кроме лиственницы), слабо испаряющие воду. У них хорошо развита древесина, но настоящие сосуды отсутствуют. Вследствие этого вода передвигается медленнее, чем у цветковых растений, благодаря чему испарение влаги уменьшается. У всех хвойных образуется смола, заживляющая раны в местах повреждения. У хвойных имеются мужские и женские шишки.

В России в природе наиболее распространены следующие роды хвойных: ель, сосна, пихта, лиственница, можжевельник.

Строение и экология сосны и ели. Сосна - высокое стройное дерево. У старых сосен, выросших в лесу, самые нижние сучья располагаются не менее чем в 10 м от поверхности земли; у одиноких сосен ствол ниже и толще. Наиболее крупные ветви у сосны находятся в мутовках, по ним можно приблизительно установить возраст дерева (но не очень старого). Хвоинки располагаются по две, на сильно укороченных побегах. Они покрыты толстой кожицей; устьица находятся в углублениях. Сосудистых пучков всего два, и они не ветвятся. Подобное строение позволяет сосне, как и большинству других хвойных, экономить влагу (ведь у них нет настоящих сосудов).

Ель - не менее высокое дерево. Листья ели - тоже хвоинки, более короткие и колючие, нисбегающие на стебель.

Эколого-биологические особенности ели и сосны тоже различны. Сосна светолюбива, не может расти под пологом ели; хвоя существует 2 - 3 года; может расти на бедных почвах, песках, скалах, болотах; толстая пробка стволов позволяет переносить не очень сильные пожары; корневая система обычно стержневая (поверхностная только на болотах). Ель теневынослива, хорошо растет под пологом сосны; хвоя существует 6-8 лет (в горах - до 15 лет); хорошо растет только на богатых почвах; пробка тонкая, плохо защищает от пожаров; корневая система поверхностная.

Таким образом, сосна в одних отношениях более конкурентоспособна, чем ель, в других - менее. В целом это определяет их сложные взаимоотношения.

Размножение сосны. Мужские шишки мелкие, желтые, собраны помногу в группы ("сошишия"). Каждая шишка состоит из оси, на которой расположены чешуйки. На каждой чешуйке, с ее нижней стороны - по два пыльцевых мешочка, где созревает пыльца. Таким образом, чешуйки соответствуют тычинкам цветковых растений. Пылинка имеет два крупных воздушных мешка и легко переносится на десятки и даже сотни метров.

Женская шишка представляет собой ось, на которой располагаются чешуи. На верхней стороне каждой чешуи находится по два семязачатка, обращенных пыльцевходами к основанию чешуи. Когда пылинки попадают на женские шишки, последние имеют длину всего около 5 мм. Оплодотворение происходит только следующим летом. К этому времени внутри семязачатков образуются яйцеклетки, появляется питательная ткань - эндосперм. В пылинках образуются мужские гаметы - спермин. Они лишены жгутиков, как у цветковых растений.

После оплодотворения семязачаток превращается в семя. Оно состоит из семенной кожуры, эндосперма и зародыша, развивающегося из оплодотворенной яйцеклетки - зиготы. Таким образом, семя сосны, да и других хвойных, в общем похоже на семя цветковых растений. Но эндосперм здесь другого происхождения. Он образовался из тела заростка.

Периодизация в размножении сосны следующая.

Первое лето. Женские шишки красноватые, около 5 мм длиной. В семязачатках еще нет яйцеклеток и эндосперма. Пылинки попадают на женские шишки.

Второе лето. Женские шишки зеленые, около 3-4 см длиной. В семязачатках образовались эндосперм и яйцеклетки. Происходит оплодотворение.

Ближайшая зима. Женские шишки бурые, около 5-6 см длиной. Семязачатки превратились в семена. В конце зимы семена, снабженные пленчатыми крылышками, распространяются ветром.

Следует иметь в виду, что у одной и той же сосны можно видеть одновременно женские шишки разного возраста.

Разнообразие хвойных. Примерно треть всех видов хвойных составляют сосны. У всех сосен укороченные побеги, но не обязательно с двумя хвоинками - их бывает 3, 4 и 5. (Например, 5 хвоинок у кедровых сосен, дающих "кедровые орешки". В Сибири и на Дальнем Востоке, где они растут, население называет их кедрами, что неточно) Настоящие кедры в России в диком состоянии не произрастают. Сосны различаются друг от друга также длиной хвоинок (до 30 см длиной), формой и размерами шишек (у некоторых сосен массой до 2 кг).

Назовем другие важнейшие роды голосеменных.

Пихта. Дико растет в Сибири, на Урале, Кавказе, в Карпатах. Немного похожа на ель, но хвоя плоская (у ели трехгранная), а шишки стоят как свечи (у ели свисают).

Лиственница. Дико растет главным образом в Сибири. Хвоя в пучках, мягкая. Листопадное дерево, часто разводится в городах.

Можжевельник обыкновенный. Охраняемая, медленно растущая и во многих районах исчезающая древесная порода. Шишки с очень сочными чешуями, похожи на ягоды.

Кипарис. На территории нашей страны встречается только в культуре на Кавказе. Хвоя не игольчатая, а в виде чешуек.

Туя. Встречается и в средних широтах, но также и в культуре. Похожа на кипарис, но побеги кажутся сплюснутыми.

Отметим некоторые рекордные показатели, свойственные хвойным.

Секвойя вечнозеленая (США, районы близ Тихого океана) - самое высокое дерево мира (до 120 м).

Пихта Нордманна (Кавказ) - самое высокое дерево в России (до 60-70 м).

Сосна остистая (США, Калифорния) - самое долгоживущее дерево мира, почти до 5000 лет.

Значение хвойных. Хвойные имеют колоссальное значение как лесообразующие породы. В умеренно холодных районах Северного полушария большая часть лесных площадей занята именно хвойными лесами. Их ценнейшая древесина используется для строительства. Хвойные леса часто хищнически вырубаются. Важнейшая задача лесоводства - восстановление хвойных лесов.

2. Цветковые растения Общие признаки и классификация цветковых

Общие признаки. Важнейшие признаки цветковых следующие:

1) двойное оплодотворение;

2) покрытосемянность, т.е. образование семязачатков внутри завязи; со временем завязь превращается в плод, а семязачатки - в семена. У нецветковых растений плодов не бывает;

3) наличие цветков. Есть и другие признаки, например наличие сосудов, правда, они свойственны не всем цветковым растениям и могут встречаться у некоторых нецветковых.

Классификация. Покрытосемянные делятся на два класса: однодольные и двудольные. Они различаются следующими признаками. Двудольные: у зародыша две семядоли; корневая система стержневая; число частей цветка в каждом круге кратно пяти или четырем; жилкование листьев сетчатонервное. Однодольные: у зародыша одна семядоля; корневая система мочковатая; число частей цветка в каждом круге кратно трем; жилкование листьев дугонервное или параллельнонервное. По одному признаку нельзя узнать, двудольное растение или однодольное. Необходимо оценивать и другие признаки. Так, у лютика мочковатая корневая система, но это двудольное растение; у вороньего глаза восемь листочков околоцветника, однако это однодольное растение.

Двудольных примерно в 4 раза больше, чем однодольных. Среди двудольных выделяют три подкласса:

раздельнолепестные - венчик раздельнолепестный, со свободными лепестками (розоцветные, крестоцветные, мотыльковые);

спайнолепестные - венчик спайнолепестный, лепестки срослись в трубочку (пасленовые, сложноцветные, губоцветные);

однопокровные - околоцветник невзрачный, поэтому цветки малозаметные, обычно ветроопыляемые (крапивные, березовые).

Подклассы делятся на порядки и семейства. Семейств очень много, не менее 250. Представители далеко не всех семейств встречаются в нашей стране, а некоторые растут только в тропических странах, например пальмы. По числу видов и родов семейства очень сильно различаются. Есть такие, которые состоят из десятков тысяч видов, но есть и семейства, состоящие из одного единственного вида.

Крупнейшие семейства цветковых растений

Семейства	Число родов	Число видов
Сложноцветные	1000	22 000
Орхидеи	650	20 000
Мотыльковые	400	9000
Злаки	700	8000

Двудольные раздельнолепестные. семейство крестоцветные

Общие признаки. Цветок правильный, с двойным околоцветником. Чашечка имеет 4 чашелистика в 2 кругах. Венчик раздельнолепестный, из 4 лепестков. Тычинок 6, в 2 кругах: 2 короткие и 4 длинные. Пестик 1, завязь верхняя. Строение цветка можно представить формулой

А Ч 2+2Л4Т 2+4П.,

где Ч - чашелистики, Л - лепестки, Т - тычинки, П - пестик. Черточка под цифрой 1 показывает верхнюю завязь. Знак ^ - цветок правильный.

Соцветие - кисть, в верхней части переходящая в щиток. Плод - стручок или его разновидность - стручочек, если его длина не более чем в 3 раза превышает ширину. Например, редька, капуста - стручки; пастушья сумка, клоповник - стручочки.

Крестоцветные - травянистые растения, часто однолетние. Листья очередные, цельные или рассеченные, без прилистников.

Экология и география крестоцветных. Крестоцветные насчитывают 350 родов и 3000 видов. Больше всего их в странах Средиземноморья, на Кавказе, в Средней Азии, главным образом в горах. Много их и в умеренно холодных районах. Среди крестоцветных очень много сорных растений, обитающих на полях, и так называемых мусорных, растущих близ жилья человека, по железным дорогам и т.д.

Овощные растения семейства крестоцветных. Важнейшее из них - капуста. Кочан капусты - фактически гигантская почка, имеющая укороченный стебель - кочерыжку и большое количество листьев, загнутых внутрь, благодаря более сильному росту их нижней стороны. Высаженная на следующий год кочерыжка может развить соцветие. Кроме кочанной капусты разводят цветную капусту и брюссельскую капусту, кольраби и др.

К тому же роду, что и капуста, относятся репа и брюква. В России капуста и репа использовались задолго до появления картофеля. Другие овощные растения - редька и редис. В качестве приправы используют корни хрена.

Масличные растения. К ним прежде всего относится горчица. Масло получают из семян. То, что остается после отжима масла, перемалывают в порошок, из которого получают столовую горчицу, а также делают горчичники.

Двудольные раздельнолепестные. семейство розоцветные

Общие признаки. Цветок правильный, с двойным околоцветником. Чашечка состоит из 5 чашелистиков, но иногда могут быть еще и дополнительные 5, так называемое подчашие (например, земляника). Венчик раздельнолепестный из 5 лепестков. Тычинок много, но в числе, кратном пяти, и в нескольких кругах. Пестиков тоже много, иногда всего 5, 2 и даже 1 (вишня, слива). Завязи верхние. Формулу цветка вишни можно представить так:

X Ч₅Л₅Т_10+10+5П_1 Земляники:

Л Ч5Л₅Т₁₀₊₅₊₅П„

(здесь оо - знак очень большого числа).

Могут быть и несколько другие варианты. Соцветия крайне разнообразны. Плоды бывают сухие (многоорешки) и сочные. Приведем примеры плодов: многоорешек (гравилат, гусиная лапка); костянка (вишня, слива, черемуха); земляничина (становится сочным цветоложе; клубника); яблоко (яблоня, груша, айва).

Среди розоцветных есть многолетние травы, кустарники и деревья. Листья простые, тройчатосложные или непарноперистосложные с прилистниками. Многие обладают шипами или колючками.

Экология и география розоцветных. В семействе насчитывают 100 родов и 3000 видов. Розоцветные широко распространены, но в основном вне тропических стран. В сухих областях обитают сравнительно мало. Очень немногие розоцветные - сорняки.

Плодово-ягодные розоцветные. В этом семействе очень много ценных плодовых деревьев и кустарников. Особую роль играет яблоня. Выведено не менее 20 000 сортов (свыше 40 сортов вывел И.В. Мичурин). Культивируется главным образом в умеренных районах. Груша несколько более теплолюбива; еще более теплолюбива айва. Это так называемые семечковые культуры (внутри иногда можно обнаружить пять гнезд с двумя семенами в каждом). Косточковые культуры - вишня, слива, черешня, персик, абрикос, миндаль. Ягодные культуры - малина, ежевика, земляника (клубника).

Декоративные растения. Здесь прежде всего знаменитые розы. Цветки розы - "махровые", т.е. тычинки превратились в лепестки, оттого их такое большое количество. Выведено 25 000 сортов роз. Многочисленны дикорастущие виды шиповников - диких роз. Как декоративные кустарники разводят боярышник, спирею и др.

Двудольные раздельнолепестные. семейство мотыльковые

Общие признаки. Мотыльковые - легко распознаваемое семейство. Околоцветник двойной. Чашечка имеет 5 чашелистиков. Венчик состоит из флага (паруса), двух весел (крыльев) и лодочки, образованной двумя сросшимися лепестками.

Таким образом, лепестки заметно отличаются друг от друга, а весь цветок - неправильный, поскольку через него можно провести лишь одну плоскость симметрии. Тычинок 10, причем 9 срастаются в трубку, а десятая - свободная. Благодаря незамкнутой трубке насекомое (например, шмель) может доставать нектар у основания пестика, со стороны свободной тычинки. Пестик 1, завязь верхняя. Формула цветка:

~ Ч ₍5) Л₃ (2) Т (9) 1Щ

(стрелка - знак неправильного цветка).

Соцветие - чаще всего кисть или головка (клевер). Плод - боб. Многие мотыльковые - травянистые растения, но есть и кустарники (ракитник) и деревья (белая акация). Некоторые мотыльковые относятся к числу самых высоких деревьев тропических лесов. Очень много вьющихся растений.

Экология и география. Мотыльковые насчитывают 400 родов и 9000 видов. По числу видов они находятся на третьем месте среди семейств цветковых растений. Один из самых крупных родов семейства - род астрагал (1600 видов). Семейство мотыльковых широко распространено по всему земному шару. Представителей мотыльковых относительно немного в лесной полосе; в степях их число быстро возрастает. Очень много мотыльковых в горах Кавказа и Средней Азии; обильны они и в тропиках. Представители родов астрагал особенно широко распространены во флоре Средней и Южной России (степная полоса): клевер, вика (горошек), чина и др.

Культурные растения. Из пищевых растений в мировом хозяйстве особенно важное значение имеет соя (у нас возделывается главным образом на Дальнем Востоке). Из семян получают соевые масло и муку. В более северных районах широко культивируется горох. Другие пищевые растения: фасоль и арахис (родина обоих растений - Южная Америка). Бобы арахиса созревают под землей, поэтому он называется еще земляной орех.

Растения, используемые на удобрения, - люпин, вика. Их вегетативные органы богаты азотом.

Кормовые растения, идущие на силос, - кормовые бобы, вика, люцерна, эспарцет.

Двудольные сростнолепестные. семейство пасленовые

Общие признаки. Цветок правильный, с двойным околоцветником. Чашечка состоит из 5 чашелистиков. Венчик из пяти лепестков, срастающихся в нижней части так, что образуется короткая (картофель) или длинная (душистый табак) трубка. Тычинок 5; пестик 1; завязь верхняя. Формула:

А Ч (5) Л (₅) Т₅П₁.

Соцветия очень разнообразны. Плод - коробочка (белена) или ягода (картофель). Большинство представителей - травянистые растения, но много и кустарников (в тропиках). Листья простые, цельные (белена) или рассеченные (картофель).

Экология и география. Пасленовые насчитывают 85 родов и 2300 видов. Пасленовые - ярко выраженное тропическое семейство. Больше всего пасленовых встречается в Южной и Центральной Америке. У нас дикорастущих представителей немного. Это почти исключительно мусорные растения, обитающие на свалках, обочинах дорог (белена, дурман, черный паслен).

Пищевые растения пасленовых. Важнейшее из пищевых растений - картофель. Он происходит из Южной Америки. В России возделывается с XVIII в. Подземные побеги - столоны - образуют клубни с глазками (почками). Собственно клубнями картофель у нас и размножают. Плоды - ягоды - в условиях Средней России не вызревают, остаются зелеными. Выведено не менее 100 сортов картофеля. К тому же роду, что и картофель, относят томаты, также американского происхождения. Томаты более теплолюбивы, чем картофель, в открытом грунте хорошо вызревают лишь на юге Средней России. Другие пищевые растения - красный перец (иногда называется стручковым, хотя плоды у него - ягоды), а также баклажан.

Табак и другие ядовитые растения. Важнейшее экономическое значение имеет табак (происхождение американское). Курительный табак содержит сильнейший яд - никотин, крайне вредный для дыхательных путей и нервной системы человека. В России табак выращивается главным образом в Краснодарском крае. Среди пасленовых много ядовитых растений. Очень ядовиты дикорастущие у нас белена и дурман. Декоративные растения. Душистый табак и петуния разводятся в цветниках. Их крупные красивые цветы, сильно пахнущие ночью, опыляются ночными бабочками - бражниками, с очень длинными хоботками.

Двудольные сростнолепестные. семейство тыквенные

Общие признаки. Цветки, как правило, однополые, либо мужские, либо женские. Чашечка из 5 чашелистиков.

Венчик из 5 сросшихся лепестков. Окраска их белая или желтая, иногда зеленоватая (но не синяя, красная или фиолетовая).

Тычинок 3 или 5, часто сросшихся друг с другом. Пестик 1. Завязь нижняя. Примерные формулы:

А ^Ч (5) ^Л (5) ^Т (2) (2) 1 ^и А^Ч (5) ^Л (5) ^ПТ

(черточка над цифрой 1 показывает, что завязь нижняя).

Цветки часто одиночные, не собраны в соцветия. Плод - тыквина или ягоды. Ползучие, стелющиеся или цепляющиеся травы, с усиками, представляющими собой видоизмененные побеги.

География и экология.100 родов и 850 видов почти исключительно в тропических странах. В умеренных областях - лишь немногие заносные виды.

Пищевые растения тыквенных. Многие тыквенные широко распространены в культуре. Одно из самых распространенных овощных растений - огурец. Это самое холодостойкое тыквенное. В открытом грунте выращивается к югу от 60° с. ш. (широта С. - Петербурга). Более теплолюбивы дыни и арбузы. Лучшие сорта дыни известны из среднеазиатских республик, арбузов - из низовьев Волги. Плоды дынь могут достигать 10-12 кг, арбузов - до 20 кг. Самые крупные плоды среди всех растений у тыквы - 30 и даже 40 кг.

Особое применение имеет люффа, которая культивируется в тропиках и субтропиках, в частности на Кавказе. Люффа - высокое лазающее растение. Из ее плодов изготавливают губки.

Дикорастущая на юге Средней России бриония используется в гомеопатии.