Контрольная работа по "Ботанике"

Первые немногочисленные покрытосеменные  появились в юрском периоде; со второй половины мелового периода они начали быстро распространяться по всей Земле, вытесняя господствовавшие в то время  папоротники и голосеменные. К  концу мелового периода покрытосеменные завоевали сушу. Такая сравнительно быстрая смена растительности связана с изменением влажности воздуха и освещенности Земли, что привело к вымиранию или резкому уменьшению архегениальных растений, за исключением более засухоустойчивых хвойных. Высокая морфологическая и экологическая пластичность, совершенная проводящая система, возникновение цветка и широкое распространение насекомоопыления (необходимы меньшее количество пыльцы, меньшая затрата пластических веществ), двойное оплодотворение - все эти факторы и обеспечили победу покрытосеменных. Перемены в характере растительности способствовали увеличению числа и разнообразия насекомых, птиц и млекопитающих, сделали возможным появление человека.

Предположительное место возникновения покрытосеменных - горы тропиков и субтропиков Северного полушария. Предполагаемые предки - какие-то примитивные вымершие голосеменные с обоеполым стробилом (от греч. strobilus - шишка), из которого сформировался цветок [стробилярная, или эвантовая, теория происхождения цветка (от греч. ей - истинно, anthos - цветок)]. На удлиненной оси стробила располагались многочисленные вегетативные листья (будущий околоцветник), микроспорофиллы (будущие тычинки) и мегаспорофиллы (будущие пестики). Если исходить из этой теории, то наиболее примитивными являются цветки с многочисленными свободными, спирально расположенными на длинном цветоложе листочками околоцветника, тычинками и пестиками. Такие цветки характерны для магнолиевых, кувшинковых и лютиковых.

Другая теория происхождения цветка - псевдантовая (от греч. pseudos - ложь, anthos - цветок), или теория ложного цветка. Согласно этой теории обоеполый цветок возник как собрание однополых стробилов, у которых не развиты кроющие листья. По этой теории более примитивными являются мелкие однополые ветроопыляемые цветки с невзрачным околоцветником и малым числом частей, такие, как у березовых, буковых, ивовых.

117. Образование плодов и семян без оплодотворения. Апомиксис, партенокарпия

Апомиксис - это партеногенез у растений. Помимо типичного полового процесса растений, в котором участвуют две сливающиеся гаметы, в природе встречается особый тип размножения, называемый апомиксисом. Апомиксис обусловлен различными упрощениями гаметогенеза, в результате чего процесс оплодотворения серьезно нарушается или даже полностью выпадает. Зародыш в этом случае образуется из неоплодотворенной яйцеклетки, которая может быть гаплоидной или из-за аномалий гаметогенеза остается диплоидной. В случае апомиксиса зародыш может развиваться и из других гаплоидных или диплоидных клеток, ассоциированных с яйцеклеткой. Апомиксис широко встречается у розоцветных , сложноцветных и многих других групп растений, в том числе у некоторых сортов свеклы , хлопчатника , льна , табака и ряда других сельскохозяйственных культур. Апомиктическое образование семян может рассматриваться как форма бесполого размножения , поскольку все члены апомиктического клона обладают идентичными генотипами с полностью закрепленными признаками материнского растения. В тех случаях, когда зародыш развивается из гаплоидных клеток, при апомиксисе образуются гаплоидные потомки. Такие формы имеют большое значение в селекции.

Партенокарпия — образование на растении плодов без оплодотворения. Партенокарпические плоды бессемянные или содержат семена без зародышей. Растения, у которых развиваются только бессемянные плоды, размножают вегетативно.

9. Грибы-сапрофиты  из класса Базидиомицеты, условия обитания, строение, жизненный цикл, роль в природе, практическое использование

Базидиальные грибы, базидиомицеты (Basidiomycetes) (от греч. basidion — фундамент и mykes — гриб), класс высших грибов, имеющих особые органы размножения — базидии. Типичная зрелая базидия имеет 4 одноклеточные споры (базидиоспоры), расположенные на особых выростах — стеригмах. При прорастании каждая базидио-спора даёт септированный первичный — гаплоидный мицелий, или грибницу. Затем у большинства Базидиальные грибы происходит слияние клеток одной и той же или различных (гетероталлизм) грибниц. На диплоидной грибнице обычно развиваются плодовые тела (у ржавчинных и головнёвых грибов — спороношения). Далее в базидиях (у головнёвых и ржавчинных грибов в спорах) происходит мейоз, заканчивающийся образованием б. ч. 4 ядер, переходящих в развившиеся к этому времени базидиоспоры.

Рис. Базидии у грибов из различных родов. Одноклеточные  базидии: 1 — Russula; 2 — Sclerodon; 3 — Dacryomyces. многоклетечные базидии: 4 — Ustilago; 5 — Uromyces; 6 — Auricularia; 7 — Tremella.

Класс Базидиальные грибы  включает св. 15 тыс. видов; многие из них  съедобны (берёзовик, белый гриб, груздь и др.), некоторые ядовиты (мухомор, бледная поганка и др.), имеются  виды, вызывающие гниль древесины, а также поражающие многие с.-х. культуры (см. Грибы). Классификация Базидиальные грибы основана на особенностях строения их плодовых тел и спороношений. Обычно Базидиальные грибы делят на два подкласса: холобази-диомицеты (Holobasidiomycetes) с одноклеточной базидией, т. н. холобазидией (рис. 1, 2), и фрагмобазидиомицеты (Phragmobasidiomycetes) либо с 4-клеточной базидией, т. н. фрагмобазидией (рис. 4—7), либо с одноклеточной — шаровидной, грушевидной или удлинённой дихотомически раздвоенной базидией (рис. 3). Холобазидиомицеты делят на порядки: 1) экзобазидиальные (Exobasidiales) — плодовые тела отсутствуют, базидии развиваются на грибнице под кожицей питающего растения; паразиты; 2) афиллофоровые (Aphyllophorales); 3) агариковые (Agaricales); 4) гастеромицеты (Gasteromycetales, рис. 2). Фрагмобазидиомицеты делят на порядки: 1) головнёвые грибы (Ustilaginales, рис. 4); 2) ржавчинные грибы (Uredinales); 3) аврикуляриевые (Auriculariales); 4) дрожалковые (Tremellales); 5) дакриомицетовые (Dacryomycetales); 6) туласнелловые (Tulasnellales). Плодовые тела грибов последних 4 порядков б. ч. студенистой консистенции. Развивающиеся на них фрагмобазидии либо разделены на 4 клетки, поперечно — у аврикуляриевых (рис. 6) или вдоль — у дрожалковых (рис. 7), либо одноклеточные базидии, дихотомически раздвоенные — у дакриомицетовых (рис. 3), шаровидные или грушевидные — у туласнелловых.

Бесполое размножение  базидиомицетов осуществляется конидиями, но происходит редко. Половое размножение  происходит в виде соматогамии, при  которой сливаются две вегетативные одноядерные клетки гаплоидного мицелия. У небольшого количества гомоталличных видов могут сливаться клетки одного и того же мицелия. Большинство видов являются гетероталличными, соответственно у них соматогамия происходит только между гифами с противоположными знаками «+» и «-». Половые органы у базидиальных грибов не образуются.

Как и у аскомицетов, вначале  следует плазмогамия, то есть слияние  цитоплазмы клеток. Гаплоидные ядра сближаются, образуя дикарион, но не сливаются  между собой. Клетки при этом могут делиться - при этом одновременно митотически делятся и оба ядра дикариона. В результате каждая клетка гифы содержит по дикариону. У большинства видов деление клеток сопровождается образованием боковых выростов - пряжек, что обеспечивает равное деление сестринских ядер и их распределение в дочерние клетки. Стадия дикариона очень длительная, она может продолжаться годами (у некоторых трутовиков десятилетиями). Мицелий при этом растёт, пронизывая субстрат.Дикарионы, кроме того могут образовываться при переносе конидий на мицелий противоположного знака, у некоторых видов (например у головнёвых) могут сливаться базидиоспоры. Органы полового спороношения - базидиоспоры - развиваются экзогенно в особых структурах - базидиях. При этом происходит кариогамия - слияние ядер дикариона, и образуется зигота, которая без периода покоя делится мейотически. Образовавшиеся при этом четыре гаплоидные клетки становятся базидиоспорами, а клетка, от которой они возникли, - базидией. Обычно базидиоспоры располагаются на маленьких и тонких выростах базидии - стеригмах.

В зависимости от строения различают  несколько типов базидий. Холобазидии  имеют булавовидную форму и одноклеточное  строение. Гетеробазидии состоят  из расширенной нижней части - гипобазидии и верхней - эпибазидии, являющейся выростом гипобазидии. Фрагмобазидии, или телиобазидии, образуются из толстостенной покоящейся клетки путём образования поперечных перегородок, делящих её на четыре клетки. По бокам от этих клеток развиваются базидиоспоры.

У примитивных форм базидии образуются на концах дикарионных гиф без  формирования плодового тела. Однако у большинства видов базидиальных грибов базидии образуются на плодовых телах в гимениальном слое. Кроме  базидий, там имеются стерильные гифы - парафизы (греч. para - возле, physa - вздутие), а у некоторых форм ещё крупные клетки - цистиды, которые возвышаются над спороносным слоем и защищают его. Вся поверхность плодового тела, несущая гимениальный слой, называется гименофором. У низших форм он остаётся гладким, а у более высокоорганизованных образует пластинки, трубочки или шипы.

18. Сравнить  высшие и низшие растения на  примере зеленой водоросли улотрикса и мха кукушкина льна (среда обитания, строение тела и органов размножения, способ питания и жизненный цикл)

Улотрикс, род зелёных водорослей. Включает св. 25 видов, обитающих преимущественно в пресных водах. Таллом имеет вид неветвящихся нитей, все его клетки одинаковы, за исключением бесцветной ризоидальной, с помощью которой нить прикрепляется к субстрату. Большая часть клетки занята вакуолью с клеточным соком. В постеночном слое цитоплазмы располагаются ядро и хроматофор в виде незамкнутого пояска или кольца. Оболочка целлюлозная. Размножение вегетативное (фрагментацией нити), бесполое (4-жгутиковыми зооспорами и апланоспорами) и половое. При бесполом размножении содержимое любой клетки нити, за исключением ризоидальной, делится на 4—32 зооспоры или апланоспоры, которые выходят в воду в слизистом пузыре. В воде они прикрепляются к субстрату и прорастают каждая в новую нить. При половом размножении также в любой клетке формируются 2-жгутиковые гаметы, которые сливаются попарно в воде. Образующаяся 4-жгутиковая зигота плавает, а затем садится на субстрат и прорастает в одноклеточную дубинкоподобную стадию, ранее известную как самостоятельный род водорослей – кодиолюм. В ней происходит редукционное деление, в результате чего формируются гаплоидные зооспоры, из которых образуется нитчатый гаплоидный таллом.

Кукушкин лён (Polytrichum) - род растений из класса лиственных мхов. Около 100 видов, в РФ более 10, в горах, лесах, на болотах и в тундре. Чаще всего кукушкиным льном называют вид Polytrichum commune, распространённый в заболачивающихся таёжных лесах-долгомошниках. Растет крупными подушкообразными дернинами. Стебель, густо покрытый листьями с ассимиляционными пластиночками на верхней стороне листа, достигает высоты 40 см. Обильно спороносит. Коробочка со спорами находится на длинной ножке и имеет иное строение, чем у др. лиственных мхов; сверху она закрыта легко опадающим колпачком с тонкими, направленными вниз волосками, напоминающими льняную пряжу (отсюда название). Способность к образованию дернины и строение листьев обусловливают поверхностное накопление влаги и приводят к заболачиванию.

Своим названием он обязан внешним сходством с льном, находящимся в стадии «елочки» (молодые ростки льна). Этот мох образует рыхлые дернины на кочках в сырых хвойных лесах, на пнях, вокруг стволов деревьев. У кукушкина льна листья зеленые, а у сфагнума светло-зеленые. Еще одно отличие от сфагнума – наличие ризоидов, волосков, играющих функции корней: закрепление в субстрате, извлечение воды и питательных веществ. Кукушкин лен более жесткий, его длинные волокна похожи на ветки елочек. Влагоемкость у него меньше, чем у сфагнума. Водный настой мха в народной медицине применяют внутрь при кашле, отваром мха моют голову при выпадении волос.

В тех районах, где  не растет мох сфагнум, для укладки  между венцами обычно применяют  мох кукушкин лен.

29. Что такое  гаметофит? Сравнить гаметофиты  хвоща полевого, плауна булавовидного  и селагинеллы. Сделать рисунки гаметофитов, показать эволюцию гаметофитов

Гаметофит — гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы.

Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы — архегонии. Оплодотворение женских гамет (яйцеклеток)у наземных растений, как правило, происходит в архегонии, после чего из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита. У большинства многоклеточных водорослей оплодотворение происходит в воде (изогамия, гетерогами и оогамия) и образовавшийся в результате оплодотворения спорофит не зависит от гаметофита. В разных группах высших растений и водорослей гаметофит развит в различной степени. У одних он существует непродолжительное время (папоротники), у других преобладает в течение всей жизни (мхи).

У хвощей имеется 3 типа гаметофитов: мужские, женские и обоеполые, различающиеся  по скорости роста, темпам развития и  морфологии. К примеру, мужские гаметофиты отличаются мелкими размерами (1-10 мм), антеридии на них образуются через 20-110 дней, женские – 3-30 мм, архегонии созревают через 30-130 дней. Женские гаметофиты могут стать обоеполыми в отличие от мужских.

Оплодотворение происходит на поверхности гаметофита при наличии капельно-жидкой воды (дождь, обильная роса). В результате оплодотворения образуется зигота, которая, сразу же прорастая, дает начало предзародышу спорофита, позднее развивающемуся в зародыш. Зародыш хвощей всасывает пищу из клеток гаметофита основанием первого листового влагалища. Возникающий из зародыша проросток обычно невелик, его высота меньше 10 см и несет 10-15 листовых влагалищ с 3 листовыми зубцами каждое. У нижнего узла первичного побега образуется почка, дающая начало уже более мощному побегу с собственным корнем и листьями, собранными в мутовку. Хвощи характеризуются очень большой морфологической пластичностью. Хвощи обладают признаками как гигрофитов (слабое развитие водопроводящей системы и хорошо развитая воздухоносная ткань), так и ксерофитов (погруженные под поверхность эпидермы замыкающие клетки устьиц, закрытые устьица на старых участках стебля, сильно развитая механическая ткань, фотосинтезирующие стебли, редукция листьев). Нередко один вид обладает широкой экологической амплитудой.