ЕГЭ по биологии. Практическая подготовка. ДА. Соловков Санкт Петербург бхв петербург 2017 е издание удк 58 59(075. 3) Ббк я C60

Ботаника
63 ные для эукариот. Глазок служит для восприятия уровня освещенности если света недостаточно, хламидомонада движется в более освещенное место (те. для этой водоросли характерен положительный фототаксис. В цитоплазме есть пиреноид — в нем запасается крахмал. Размножение происходит бесполым (в благоприятных условиях с помощью гаплоидных зооспор) и половым (изогамия, в неблагоприятных условиях) путем рис. 1.34). После образования зиготы она покрывается толстой оболочкой ив таком состоянии зимует. Весной в ней происходит мейоз, оболочка разрывается и из нее выходит 4 молодые гаплоидные особи. Таким образом, у хламидомонады большую часть жизни занимает гаплоидная фаза, те. в ее жизненном цикле доминирует гаметофит. Хлорелла — водоросль, которая может обитать вводе, почве, на поверхности почвы или коре деревьев во влажных местах (рис. 1.35). Жгутиков, глазка и сократитель- Рис. 1.34. Жизненный цикл хламидомонады Рис. 1.35. Строение хлореллы

64 Глава 1 ных вакуолей нет, внутри клетки — ядро, хроматофор и цитоплазма с органоидами, типичными для растений. Размножение только бесполое (с помощью неподвижных спор, половой процесс неизвестен.
Плеврококк — наземная водоросль. Клетка шаровидной формы, не имеет вакуоли, глазка и жгутиков, содержит хроматофор и одно ядро. Плеврококк встречается повсеместно, образуя зеленые налеты на деревьях, скалах и почве. Размножается делением на две клетки. Колониальные зеленые водоросли
Вольвокс — колониальная пресноводная зеленая водоросль (рис. 1.36). Колония выглядит как полый шар, поверхность которого образована клетками, соединенными между собой цитоплазматическими тяжами. Рис. 1.36. Строение вольвокса Каждая клетка колонии гаплоидна (диплоидна только стадия зиготы) и содержит одно ядро, хроматофор и 2 жгутика. В колонии существует специализация клеток периферическую часть составляют вегетативные клетки, а между ними находятся более крупные генеративные. В результате делений генеративных клеток образуются дочерние колонии, которые находятся внутри материнской, а после ее гибели выходят наружу. Также характерно половое размножение (оогамия. Многоклеточные зеленые водоросли
Спирогира — нитчатая пресноводная водоросль (рис. 1.37). Снаружи она покрыта оболочкой, ризоидов нет. Внутри каждой клетки расположены несколько нитей спирального хроматофора, ядро и цитоплазма с органоидами большую часть клетки занимает центральная вакуоль. Бесполое размножение происходит фрагментацией нитей половое — конъюгацией. Специальные половые клетки не образуются две клетки разных нитей сливаются друг с другом, и возникает зигота (диплоидная стадия. В зиготе происходит мейоз и образуются 4 гаплоидные клетки 3 из них отмирают, а оставшаяся дает начало новой нити.
Улотрикс — нитчатая пресноводная водоросль. Состоит из одного ряда клеток, с помощью базальной клетки прикрепляется к субстрату. Клетка не имеет жгути-

Ботаника
65 ков, содержит одно ядро, хроматофор в форме пояска и вакуоль. Размножение бесполое и половое. При бесполом размножении в клетке нити образуются зооспоры, затем оболочка разрывается, и они выходят наружу. Проплавав некоторое время, зооспоры оседают и путем деления образуют новую нить. При половом размножении внутри одной из клеток образуются изогаметы, которые выходят наружу и попарно сливаются. После образования зиготы происходит мейоз, формируются зооспоры, дающие новое растение. Рис. 1.37. Строение спирогиры
Ульва — пластинчатая морская водоросль. Тело представляет собой двуслойную пластинку, прикрепленную к субстрату суженным в короткий черешок основанием. Отдельная клетка содержит одно ядро, вакуоль и хроматофор. Размножение бесполое и половое. Для ульвы характерно чередование поколений на гаметофите развиваются гаплоидные гаметы, вводе они сливаются, и из зиготы развивается спорофит в нем происходит мейоз и образуются споры, из которых развивается гаметофит. При этом спорофит и гаметофит внешне выглядят одинаково.
Кладофора — пластинчатая морская или пресноводная водоросль. Имеет вид прикрепленных кустиков из ветвящихся нитей, образованных одним рядом многоядерных клеток со слоистой оболочкой и сетчатым хроматофором. Бесполое размножение происходит с помощью зооспор, половое — с помощью изогамет. Отдел Бурые водоросли В основном это морские формы, преимущественно распространенные в холодных морях (рис. 1.38). Большинство бурых водорослей являются бентосными формами, обитающими на глубине 20—30 мили в приливно-отливной зоне. Могут образовывать огромные скопления (Саргассово море. Окраска варьирует от оливково-зеленой до темно-бурой из-за присутствия бурого пигмента фукоксантина, маскирующего другие пигменты. Также содержат хлорофилл и каротиноиды. Слоевище многоклеточное, лентовидное (ламинария, кустистое (саргассы) или разветвленное (фукус, обычно прикрепляется к субстрату с помощью ризоидов. У некоторых видов появляются проводящие элементы. Бесполое размножение происходит с помощью спор, половое — с помощью гамет разного типа. Запасные вещества накапливаются в форме липидов, многоатомного спирта маннита и углеводов (ламинарит).

66 Глава 1
Саргассум Фукус Ламинария Рис. 1.38. Некоторые представители бурых водорослей Отдел Красные водоросли (Багрянки) Красные водоросли обитают в основном в морях, реже встречаются пресноводные формы. Заселяют значительные глубины дом абсолютный рекорд для фотосинтезирующих растений. Встречаются одноклеточные и многоклеточные формы. Содержат хлорофилл, каротиноиды и фикобилины (красные пигменты. Слоевища нитевидные, кустистые, пластинчатые (порфира, у некоторых расчленены у многих есть ризоиды. Оболочка клеток покрыта слоем пектинов, из которых получают агар-агар. Запасное вещество — липиды и крахмал. Бесполое размножение с помощью неподвижных спор, которые образуются в спорангиях половой процесс — оогамия. Значение водорослей в природе и использование их человеком Выделяют кислород. Цепи питания (фитопланктон — основа всех цепей выедания океана. Убежище для животных. Пищевое (ламинария, порфира. Некоторые водоросли специально выращиваются на подводных фермах. Кормовое (фукус, хлорелла. Источник йода. Промышленное получение солей натрия и калия, агар-агара. Из агар-агара делают желе, мармелад, пастилу, питательную среду для выращивания бактерий. При массовом размножении вызывают "цветение" воды (хламидомонада, при котором вводе падает содержание кислорода.

Ботаника
67 Некоторые виды (хлорелла) используют на космических кораблях и подводных лодках для очистки воздуха от углекислого газа. ОТДЕЛ МОХООБРАЗНЫЕ тыс. видов. Большинство обитают в лесах и на болотах, реже встречаются по берегам водоемов и на влажных лугах. Общие признаки В жизненном цикле преобладает гаметофит. Спорофиту мхов он называется спорогонием) представлен коробочкой, ее ножкой и гаусторией (это длинный тяж, внедряющийся в гаметофит. Для оплодотворения необходима вода. Ткани слаборазвиты или отсутствуют. Покровные ткани не имеют устьиц и кутикулы. Проводящие ткани не имеют трахеид и ситовидных трубок. Корней нет. Есть ризоиды — нитчатые выросты стебля, участвующие в поглощении веществ из почвы и удерживающие растение. Листья и стебли мхов не гомологичны листьями стеблям сосудистых растений. Класс Печеночники или Печеночные мхи Обитают печеночники в основном во влажных тропических и субтропических лесах, но некоторые виды встречаются в умеренном климате. Гаметофит представлен пластинчатым или листостебельным талломом (слоевищем. Есть одноклеточные ризоиды. Листья всегда однослойные и состоят из однородных клеток. Споры развиваются непосредственно под стенкой коробочки, те. она является спорангием. Коробочка не имеет механизмов для выбрасывания спор при созревании спор стенка коробочки либо растрескивается, либо сгнивает. Для всех печеночников характерна микориза. Представитель маршанция. Класс Листостебельные мхи или Мхи Большинство видов приурочено к сырым местообитаниям умеренных и холодных областей, в тропиках они в основном встречаются в горах. Некоторые виды — водные. У этих растений есть стебли с листьями их побеги, как правило, обладают радиальной симметрией. У большинства видов листья многослойные (искл. — сфагновые мхи. Есть ризоиды, которые всегда многоклеточные (искл.: у сфагновых мхов ризоидов нет. Коробочка состоит из крышечки и урночки. Внутри урночки формируется спорангий со спорами. При созревании крышечка отскакивает, и споры активно разбрасы-

68 Глава 1 ваются. Из споры развивается протонема (имеет форму нити или пластинки, которая сильно отличается от взрослого гаметофита. Подкласс Зеленые мхи Широко распространены поземному шару. Большинство обитает в умеренных и холодных областях. Размеры варьируют от 0,5 до 50 см. Побег не ветвится. У всех есть ризоиды. Листья простые, на них есть средняя жилка (выполняет транспортную функцию, могут быть одно- или многослойными. Стебель состоит из трех частей эпидермы, коры (живая механическая ткань и паренхима) и центрального тяжа (слабо дифференцированные проводящие ткани. Цикл развития кукушкиного льна (рис. 1.39). Развитие начинается с прорастания споры и образования протонемы. Затем на ней формируются почки, из которых развивается гаметофит. Кукушкин лен — двудомное растение, поэтому на одних особях формируются антеридии (мужские половые органы, а на других — архегонии (женские половые органы, в которых митозом образуются гаметы. С помощью воды происходит оплодотворение, и из зиготы развивается спорогоний. Первой формируется гаустория, затем коробочка (состоит из крышечки и урночки), в последнюю очередь возникает ножка. Женский гаметофит
Мужской гаметофит
Почка
Протонема
Прорастающие споры
Споры
Вода
Ризоиды
Коробочка
(спорофит)
Антеридий
Архегоний
Рис. 1.39. Жизненный цикл зеленых мхов (на примере кукушкиного льна)

Ботаника
69 Внутри урночки развиваются спорангии, в которых происходит мейоз, и образуются споры. Когда споры созревают, крышечка сбрасывается, и споры рассеиваются ветром. Таким образом, в цикле развития мхов происходит чередование двух поколений полового гаплоидного (гаметофит) и бесполого диплоидного (спорогоний). Подкласс Сфагновые мхи Белые мхи, Торфяные мхи) Один род — Сфагнум. Наиболее широко распространены в умеренной зоне Северного полушария, где они формируют сфагновые болота. Поселяясь на влажных территориях, они способствуют их заболачиванию, т. к. могут быстро поглощать влагу в больших количествах (враз больше собственной массы) и прочно ее удерживать. У молодых растений есть ризоиды. С началом ветвления рост ризоидов прекращается, и взрослые растения их не имеют (рис. 1.40). Стебель сильно ветвится, часть боковых веток расположена горизонтально (они отвечают в основном за фотосинтез, другие расположены практически вертикально, при этом плотно прилегая к главному стеблю. Эти побеги участвуют в поглощении воды из почвы и ее транспортировке к вершине побега. Листья однослойные и состоят из двух типов клеток водоносных и фотосинтезирующих. Водоносные клетки накапливают воду. Они мертвые, крупные, с сильно развитой оболочкой. Фотосинтезирующие клетки живые, узкие, длинные, в них много хлоропластов. Рис. 1.40. Строение сфагнума Цикл развития сфагнума. Жизненный цикл начинается с прорастания споры и формирования протонемы. На ней образуются почки, из которых развивается гаметофит. На гаметофите формируются половые органы, в которых развиваются гаметы (в основном сфагнумы — однодомные растения. После оплодотворения образуется зигота, из которой развивается коробочка. В коробочке созревают споры.

70 Глава 1 Образование торфа Торф образуется на торфяных болотах, расположенных в долинах рек или на водоразделах. Отмирающие части растений (в основном торфяных мхов, но также и других болотных растений, находящиеся в анаэробных условиях, минерализуются с помощью почвенных беспозвоночных животных, бактерий и грибов. Интенсивность распада растительных останков зависит отряда факторов, как то вид растения, количество воды, кислотность и температура среды. Поскольку болотные фитоценозы отличаются друг от друга видовым составом, то и торф, сформировавшийся на разных торфяных болотах, обладает различными свойствами. Значение моховидных
Средообразующее — образуют многочисленные болота. Вызывают сукцессии — заболачивают леса, что приводит к переходу леса в болото. Антисептический и перевязочный материал — в войну сфагнум применяли вместо ваты. Торф — топливо, удобрение, промышленное сырье (получение спирта и других органических веществ. ОТДЕЛ
Р
ИНИОФИТЫ ПСИЛОФИТЫ) Этот отдел включает вымершие формы, которые были первыми наземными высшими растениями. Они обитали по берегам водоемов. Риниофиты не имели типичных побегов и корней, их тело состояло из дихотомически ветвящихся вертикальных осей, которые с помощью ризоидов прикреплялись к почве. Высота этих растений не превышала 45—50 см. Снаружи их тела покрывала эпидерма, внутри была хорошо развита проводящая система. Размножение происходило с помощью спор, расположенных в спорангиях на вершине вертикальных осей. ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ тыс. видов. Общие признаки В цикле развития доминирует спорофит, гаметофит сильно редуцирован. Есть все типы тканей покровная, механическая, основная, проводящая и образовательная. Проводящая ткань впервые образует транспортную систему, объединяющую все органы. Есть все вегетативные органы стебель, корень, лист. Для оплодотворения необходима вода.

Ботаника
71 Отдел Папоротниковидные (Папоротники) Распространены на всех континентах практически во всех природных зонах. Подавляющее большинство обитает во влажных тропических и субтропических лесах. Несколько видов (сальвиния) — водные растения. В основном являются травами, также встречаются древовидные формы. Строение этой группы рассматривается на примере щитовника мужского — типичного растения лесов средней полосы России (рис. 1.41). Для папоротников характерна макрофилия — наличие относительно крупных листьев (вайи). Листья состоят из основания, черешка и перисто-рассеченной листовой пластинки. Листья часто покрыты чешуйками. Листовая пластинка растет верхушкой. Рис. 1.41. Строение папоротника На листьях с нижней стороны формируются специальные образования — сорусы, в которых находятся спорангии и созревают споры. Для папоротников характерно корневище, на котором развиваются придаточные корни. Камбий отсутствует. Жизненный цикл щитовника мужского (рис. 1.42). Доминирует спорофит. На нижних сторонах листьев формируются сорусы, содержащие спорангии с созревающими спорами (образуются мейозом. Споры разбрасываются благодаря наличию в спорангии кольца — полоски из толстостенных клеток. Затем споры прорастают и формируют заростки.
Заросток папоротника — это небольшая зеленая многоклеточная пластинка сердцевидной формы, не расчлененная на органы и не имеющая корней (у заростка развиваются ризоиды. На нижней стороне гаметофита формируются антеридии и архегонии в них митозом образуются гаметы, и с помощью капельной влаги происходит оплодотворение. Далее из зиготы развивается спорофит.

72 Глава 1 Существуют равноспоровые (щитовник, кочедыжник) и разноспоровые (сальвиния) папоротники. В спорофитах равноспоровых растений развиваются одинаковые споры. У разноспоровых папоротников развиваются два типа спор мегаспоры и микроспоры. Оба типа спор формируются в соответствующих спорангиях. Из мик- роспоры развивается мужской заросток с антеридием, из мегаспоры формируется женский заросток с архегонием. Представители орляк, щитовник мужской, кочедыжник женский, сальвиния. Взрослое растение
(спорофит)
Молодой спорофит
Зигота
Яйцеклетка
Архегоний
Сперматозоид
Антеридий
Споры
Спорангий
Заросток (гаметофит)
Рис. 1.42. Жизненный цикл щитовника мужского Отдел Плауновидные Около 1000 видов. Это самые древние из ныне живущих высших растений. Жизненная форма — многолетние травы. Большинство обитает во влажном тропическом и субтропическом климате, небольшая часть — в лесах умеренного пояса. Имеют побеги и корни (главного корня нет, развиваются придаточные и боковые. Побеги и корни характеризуются дихотомическим ветвлением. У плаунов выделяют два типа побегов стелющиеся горизонтальные и вертикальные, на которых развиваются спороносные колоски (рис. 1.43). Характерна микрофиллия — листья имеют относительно мелкие размеры. Листья линейно-ланцетной формы имеют

Ботаника
73 Рис. 1.43. Строение плауна цельную листовую пластинку, несколько расширенное основание и располагаются спирально. Жизненный цикл плауна булавовидного. Доминирует спорофит. В спороносных колосках развиваются спорангии, в которых происходит мейоз, и формируются споры. Споры высеваются, прорастают, и из них развивается бесцветный заросток гаметофит. Он находится под землей, а его рост и развитие возможно только при условии внедрения в него гиф гриба, за счет которого заросток питается. На одном заростке образуются и антеридии, и архегонии, в которых развиваются гаметы. С помощью капельной влаги происходит оплодотворение и образуется зигота. В дальнейшем из зиготы развивается спорофит. Некоторые плауновидные (селяги- нелла) — разноспоровые растения. Представители плаун булавовидный, селягинелла. Отдел Хвощевидные Около 25 видов. Хвощи широко распространены в Евразии, Северной Африке, Северной и Южной Америке. Большинство приурочены к умеренным областям, несколько видов обитает в тропических и субтропических регионах. Характерны горизонтальные подземные побеги — сильно ветвящиеся корневища, на которых хорошо развиты придаточные корни (рис. 1.44). Надземные побеги с полыми междоузлиями. Выделяют два типа надземных побегов ветвящиеся вегетативные зеленого цвета, с чешуевидными листьями (так называемые летние побеги, и неветвящиеся спороносные, лишенные хлорофилла (так называемые весенние побеги, на верхушках которых развиваются спороносные колоски. Листорасположение мутовчатое, листья сильно редуцированы до небольших зубчиков, которые срослись вместе и образуют пленчатое кольцо в каждом узле.

74 Глава 1 Рис. 1.44. Строение хвоща Фотосинтез чаще всего происходит в стебле. Эпидерма стебля имеет утолщенные стенки, в которых откладывается кремнезем, увеличивающий прочность побега. Жизненный цикл хвоща полевого. Доминирует спорофит. Ранней весной появляются спороносные побеги, на которых формируются спорангии со спорами (образуются мейозом. После созревания споры высыпаются и распространяются ветром. Затем споры прорастают, формируя гаметофит (заросток). Заросток сначала имеет форму однослойной пластинки зеленого цвета, а затем становится многослойным. На заростке развиваются половые органы, в которых созревают мужские и женские гаметы. Оплодотворение происходит при наличии капельной влаги. В дальнейшем из зиготы развивается спорофит. Древние папоротникообразные Расцвет папоротникообразных был 300 млн лет назад, когда на большей территории Земли господствовал влажный тропический климат. Древние папоротникообразные формировали либо чистые леса из представителей какой-то одной группы, либо смешанные из древних плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных. Древние плауновидные были травянистыми растениями высотой до 50 см или деревьями высотой 30—40 ми диаметром ствола дом (лепидодендроны. Для древних плаунов было характерно наличие стелющихся и вертикальных побегов с дихотомическим ветвлением, корневая система и древесина были слаборазвиты. Большинство древних хвощевидных были деревьями (каламиты) высотой 10—15 м, но встречались травы и лианы. Для каламитов было характерно наличие корневища с придаточными корнями, ветвящихся или неветвящихся побегов с хорошо развитой древесиной линейные, реже овальные листья располагались мутовчато. Древ-

Ботаника
75 ние папоротниковидные были травами или деревьями высотой дом. У древесных форм были хорошо развиты древесина и кора листья были рассеченными или цельными. Образование каменного угля Каменный уголь образуется из продуктов разложения органических остатков растений в условиях повышенного давления и высокой температуры. Образование каменного угля началось в силуре, но наиболее активно этот процесс происходил в каменноугольный период. Леса каменноугольного периода были сильно заболочены. Погибая, деревья падали вводу и заносились илом, что исключало доступ кислорода, следовательно, и гниение. В этих условиях в течение длительного времени образовывался бурый уголь. В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурый уголь преобразовывался в каменный уголь. Значение папоротникообразных Сорняки (хвощи, причем довольно трудноискоренимые. Пищевое — в некоторых странах в пищу употребляются молодые листья папоротников и молодые спороносные побеги хвощей. Полировка различных материалов и чистка металлической посуды (стебли хвощей. Присыпка в медицине (споры плаунов. Каменный уголь — важный вид топлива для получения электроэнергии. СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ
Семенные растения — это высшие растения, у которых образуются семена. Они обитают в любых природных зонах Земли и занимают все основные среды обитания (почвенную, водную и наземно-воздушную). Образуют все жизненные формы деревья, кустарники, травы и т. д. Основные признаки наличие семян для оплодотворения вода не требуется в жизненном цикле доминирует спорофита гаметофит сильно редуцирован. Существует две группы семенных растений Голосеменные и Покрытосеменные. Отдел Голосеменные Около 700 видов. Обитают практически во всех областях Земли тропики (саговни- ки, гнетовые, хвойные, леса умеренного пояса (хвойные, пустынные и степные районы (эфедра, вельвичия). Подавляющее большинство голосеменных — это деревья, реже встречаются кустарники (можжевельник) или травянистые растения
(саговники). Продолжительность жизни может достигать нескольких тысяч лет (секвойя, вель- вичия живут до 2 тыс. лет мамонтово дерево живет до 3—4 тыс. лет. Голосемен-

76 Глава 1 ные могут достигать в высоту дом (сосна, ель, дом (араукария) и даже дом (секвойя, мамонтово дерево. Особенности строения (на примере класса Хвойные. Есть все вегетативные органы корень, стебель, лист и почка. Появляется главный корень, корневая система хорошо развита, обычно стержневого типа, ноу некоторых видов главный корень довольно рано отмирает и формируется мочковатая корневая система (ель. Для многих хвойных характерна микориза. Побеги удлиненные и укороченные. Стебель с тонкой корой, слаборазвитой сердцевиной и мощно развитой древесиной. Древесина состоит из трахеид, настоящие сосуды отсутствуют. Во флоэме нет клеток-спутниц. Между древесиной и лубом расположен камбий. У многих есть смоляные ходы. Листья у большинства видоизменены в иглы или чешуйки. Они расположены на удлиненных (ель) или на укороченных (сосна) побегах (в этом случае характерен веткопад, когда опадают не отдельные листья, а целые укороченные побеги. Листья многолетние (искл. — лиственница, покрыты эпидермой с хорошо развитой кутикулой, устьица глубоко погруженные. Размеры листьев составляют обычно
2—10 см. Листья могут жить до 25—26 лет (ель тянь-шаньская), в среднем они живут 2—5 (светолюбивые) и 10—15 лет (теневыносливые.
П
РИМЕЧАНИЕ
К отделу Голосеменных относится растение вельвичия удивительная (класс Оболочкосеменные у нее всего 2 листа, которые живут столько же, сколько и само растение несколько сотен лет. В основании ее листьев есть образовательная ткань, за счет работы которой листья растут в течение всей жизни. Цикл развития на примере сосны обыкновенной (рис. 1.45). Все голосеменные — разноспоровые растения. Сосна — однодомное растение на одном растении формируются и мужские шишки (содержат микроспорофиллы, в которых развиваются микроспорангии), и женские шишки (содержат мегаспорофиллы, в которых развиваются мегаспорангии). Мужская шишка зеленовато-желтого цвета расположена в основании удлиненных побегов и состоит из оси и сидящих на ней микроспоро- филлов. Мужские шишки располагаются группами. В микроспорангиях мейозом формируются микроспоры, которые начинают прорастать подоболочкой, образуя при этом мужские гаметофиты (это пылинки совокупность пылинок называют пыльцой. Каждая пылинка имеет 2 воздушных мешка. Затем в пылинке развиваются мужские гаметы (спермии). Женские шишки находятся на концах удлиненных побегов, обычно поодиночке или группой из 2—3 штук. Женская шишка состоит из укороченной оси с расположенными на ней кроющими чешуями, в пазухах которых развиваются семенные чешуи, содержащие по 2 семязачатка. Молодые шишки окрашены в буро-красный цвет, через год они приобретают зеленую окраску, а при созревании — бурую. В мегаспорангии (нуцеллусе) из одной спорогенной клетки мейозом возникает
4 мегаспоры. Нуцеллус покрыт интегументом, и вместе они составляют семязача- ток. Из х мегаспор 3 погибают, а одна образует женский гаметофит.

Ботаника
77 Взрослый спорофит
Женская шишка
Группа мужских шишек
Молодой спорофит
Семенная чешуя
Микроспорофилл
Семя
Мегаспорофилл
Мейоз
Семя в разрезе с зародышем)
Оплодотворение
Яйцеклетка
Спермий
Опыление
Пылинка
(мужской гаметофит) Рис. 1.45. Жизненный цикл сосны Опыление происходит с помощью ветра (май — начало июня в средней полосе России, пылинки попадают непосредственно на семязачаток. После этого образуется пыльцевая трубка, но оплодотворение сразу не происходит ив мужском, ив женском гаметофите гаметы еще не сформировались. Оплодотворение происходит лишь после зимы. Из двух спермиев в этом процессе участвует только один, второй обычно погибает. Для оплодотворения влага ненужна. После оплодотворения из семязачатка развивается семя из зиготы появляется зародыша из окружающих тканей — эндосперм (эндосперм голосеменных — гаплоидная ткань, возникающая до оплодотворения из мегаспоры). Зрелые семена находятся на семенных чешуях открыто. После созревания семена разлетаются с помощью ветра, падают на землю и после периода покоя прорастают, формируя новое растение (спорофит.

78 Глава 1 Другие представители голосеменных растений кипарис распространен в Евразии, Северной Америке и Африке. Характерна пирамидальная крона, поэтому часто используют как декоративное растение. Листья мелкие, чешуевидные тисс встречается в Европе, Азии, Северной Африке, на Кавказе, в Крыму. Это теневыносливые деревья высотой 15—20 м. Женские шишки сильно редуцированы. Зрелые семена окружены сочной частью и похожи на ягоды можжевельник — чаще всего это кустарник высотой 1—2,5 м, реже встречаются деревья. Светолюбивые растения. Женские шишки после оплодотворения становятся сочными, похожими на ягоды ель обитает только в Северном полушарии. Это теневыносливые деревья, достигающие в высоту 30—40 м. Корневая система поверхностная. Листья заостренные, расположены поочередно на удлиненных побегах пихта встречается в умеренном поясе Северного полушария. Очень теневынослива, формирует темнохвойные леса. Шишки прямостоячие, после созревания семян разрушаются лиственница — один из самых обычных видов Северного полушария. Светолюбива, образует светлохвойные леса. Иголки мягкие, живут один год, те. это листопадное растение. Древесина устойчива к гниению. Значение голосеменных
Лесообразующее (90% лесов России — хвойные и смешанные. Древесина строительство, кораблестроение, вагоностроение, производство мебели, бумаги. Декоративное (можжевельник, туя, голубая ель. Выделение кислорода и фитонцидов, убивающих бактерии. Смола (живица) — получение канифоли, скипидара, камфоры. Пищевое (сосна сибирская. Производство музыкальных инструментов. Отдел Покрытосеменные (Цветковые)
250 тыс. видов. Покрытосеменные — это господствующая группа растений на Земле. Покрытосеменные способны образовывать сложные многоярусные сообщества. Основные признаки наличие цветка семязачатки находятся в завязи, а семена — внутри плода возможно опыление насекомыми и другими животными двойное оплодотворение в древесине появляются сосуды, во флоэме — клетки-спутницы. Выделяют два класса покрытосеменных Двудольные и Однодольные. Основные признаки этих классов представлены в табл. 1.1.

Ботаника
79 Таблица 1.1. Основные признаки классов Двудольные и Однодольные Признак Класс Двудольные Класс Однодольные Семя Две семядоли Одна семядоля, у большинства есть эндосперм Тип корневой системы Стержневая и мочковатая Мочковатая Стебель Проводящие пучки открытые, есть камбий, характерны все жизненные формы Проводящие пучки закрытые, камбий не образуется, в основном травы Листья Листья любой формы, простые и сложные, часто есть прилистники Листья цельные и цельнокрай- ние, чаще простые, прилистники отсутствуют
Жилкование Перистое и пальчатое Параллельное и дуговое Цветок Околоцветник чаще всего двойной (встречается и простой, цветки 4- и членные Околоцветник простой, цветки членные Класс Двудольные Семейство Крестоцветные (Капустные) Около 3 тыс. видов. Жизненные формы одно- и многолетние травы, очень редко кустарники и полукустарники. Стержневая корневая система, перистое жилкование, стебель прямостоячий, часто покрыт волосками, листья простые без прилистников (рис. 1.46). У многих видов листья собраны в прикорневую розетку (пастушья сумка. Листорасположение очередное. У некоторых растений этого семейства образуется корнеплод (редис, репа, редька.
2 семядоли в семени. Цветки Ч
2+2
Л
4
Т
2+4
П
(2)
, обоеполые, белые или желтые, реже — сиреневые.
Лепестки расположены перпендикулярно друг к другу (крестом" — отсюда и старое название семейства. Есть нектарники (это железа в основании лепестка, выделяющая нектар. Соцветие — кисть или метелка. Плод стручок (длина больше ширины в 4 и более раз капуста) и стручочек (длина равна ширине или превышает ее не более чем в 3—4 раза ярутка). Семена без эндосперма. Насекомо- опыляемые. Значение пищевое. В пищу используют соцветие (цветная капуста, брокколи, листья (китайская капуста, почки (белокочанная капуста, стеблеплод (утолщенный мясистый стебель у кольраби), корнеплод (репа, редис получение приправ (хрен кормовое (турнепс получение масла (горчица, рапс сорняки (пастушья сумка, ярутка);

80 Глава 1 медоносное (сурепка, свербига); декоративное (левкой лекарственное (горчица. Рис. 1.46. Семейство Крестоцветные (на примере редьки дикой и пастушьей сумки) Семейство Розоцветные
3 тыс. видов. Жизненные формы одно- и многолетние травы (земляника, гравилат), кустарники (спирея), деревья (яблоня. Стержневая и мочковатая корневая система, перистое или пальчатое жилкование, стебель прямостоячий или ползучий, у некоторых на стебле развиваются шипы. Листья простые (яблоня) или сложные (рябина — непарноперистые, земляника — тройчатые, с прилистниками. Листорасположение очередное или супротивное очень редко.
2 семядоли в семени. Цветки Ч
5
Л
5
Т
∞
П
(5)
— яблоня Ч
5
Л
5
Т
∞
П
1
— вишня Ч
5
Л
5
Т
∞
П
∞
— шиповник обоеполые, одиночные или собраны в соцветия. Исключение — калган
Ч
4
Л
4
Т
∞
П
∞
. Цветки часто имеют гипантий (бокальчик) — расширенное цветоложе,
с которым обычно срастаются основания листочков околоцветника и тычинок. Соцветие — кисть (черемуха, щиток (груша, метелка (рябина. Плоды — яблоко яблоня, груша, костянка (слива, персик, многокостянка (малина, многоорешек

Ботаника
81
(гравилат), многолистовка (спирея). Семена без эндосперма. Практически все — насекомоопыляемые растения. Значение пищевое (ягодные и плодовые — семечковые и косточковые культуры лекарственное (боярышник, калган декоративное (шиповник сорняки (лапчатка, гравилат); медоносное (шиповник получение розового масла, применяемого в косметике и парфюмерии. Семейство Мотыльковые (Бобовые)
12 тыс. видов. Жизненные формы травы (клевер, донник, горох, верблюжья колючка, кустарники (желтая акация, деревья (акация. Стержневая корневая система, на корнях могут образовываться клубеньки, содержащие бактерии-азотфиксаторы (рис. 1.47). Перистое жилкование. Побег прямостоячий (донник, ползучий (клевер, вьющийся (фасоль, цепляющийся (чина, горох. Листья сложные тройчатые (клевер, пальчатые (люпин, парноперистые акация. Есть прилистники (у некоторых видов прилистники разрастаются и по Рис. 1.47. Семейство Бобовые (на примере гороха посевного)

82 Глава 1 размерам становятся равными листьям, например у чины. У некоторых растений горох) верхний листочек сложного листа превращается в усик. Листорасположение очередное.
2 семядоли в семени. Цветок — Ч
(5)
Л
1.2.(2)
Т
(9).1
П
1
, обоеполый.
Лепестки имеют специальные названия верхний (самый крупный) — парус, боковые — весла, 2 сросшихся нижних — лодочка. Плод — боб. Соцветие — кисть (горох) или головка клевер. Семена без эндосперма. Самоопыление (фасоль, горох) или опыление насекомыми (донник. Значение пищевое (фасоль, бобы, соя, горох декоративное (люпин, душистый горошек кормовое (клевер, люцерна медоносы (желтая акация лекарственное (донник, солодка обогащают почву азотом — "зеленое удобрение получение масла (арахис. Семейство Пасленовые Около 2,3 тыс. видов. Жизненные формы травы и кустарники. Стержневая корневая система, перистое жилкование (рис. 1.48). Стебель прямостоячий или ползучий. У некоторых образуется подземный побег — клубень (кар- Рис. 1.48. Строение Пасленовых (на примере картофеля)

Ботаника
83 тофель). Листья простые, цельные или рассеченные, без прилистников. Листорасположение очередное.
2 семядоли в семени. Цветок Ч
(5)
Л
(5)
Т
5
П
1
, обоеполый. Соцветие — кисть, реже — одиночные цветки. Тип плода — ягода (томат, картофель) или коробочка (белена. Цветки самоопыляющиеся (картофель) или насекомоопыляемые (дурман. Семена с эндоспермом. Значение пищевое (баклажан, перец, томат, картофель лекарственное (белена ядовитые (дурман кормовое (картофель декоративное (белладонна, табак душистый сорняки (паслен черный использование настоя для борьбы с вредителями (томат производство сигарет (табак. Семейство Сложноцветные (Астровые)
25 тыс. видов (крупнейшее семейство цветковых растений. Жизненные формы травы, кустарники, лианы. Стержневая корневая система, перистое жилкование. Листья простые, цельные или рассеченные, без прилистников. Может образовываться прикорневая листовая розетка (одуванчик. Листорасположение очередное, реже супротивное (подсолнечник. Стебель прямостоячий или ползучий. У некоторых образуются подземные побеги — корневища (бодяк, осот) или клубни (топинамбур.
2 семядоли в семени. Соцветие корзинка, снаружи соцветия — обертка из видоизмененных верхушечных листьев. Цветки обоеполые (одуванчик) или однополые. Встречаются однодомные (мать-и-мачеха) или двудомные (ястребинка, кошачья лапка) растения. Иногда в корзинке краевые цветки женские (нивяник) или стерильные (подсолнечника внутренние — обоеполые. Чашечка сильно редуцирована лепестков срастаются вместе, 5 тычинок, 1 пестик. Для астровых характерны следующие типы цветков (рис. 1.49): воронковидные — обычно бесполые (по краям соцветия у василька трубчатые — обычно находятся в центре соцветия (подсолнечник язычковые — имеют зубчатый язычок, обычно расположены по краям соцветия (одуванчик, подсолнечник ложноязычковый — имеют 2- или зубчатый язычок (нивяник). Семена распространяются ветром или животными. Тип плода — семянка, семена без эндосперма. Ветро- или насекомоопыляемые.

84 Глава 1 Рис. 1.49. Типы цветков Сложноцветных Значение пищевое (салат, топинамбур масличное (подсолнечник лекарственное (одуванчик, ромашка, тысячелистник, полынь декоративное (астра, календула, хризантема, георгин сорняки (осот, бодяк); медоносное (одуванчик замена кофе (цикорий господствующие виды некоторых сообществ (полынные полупустыни. Класс Однодольные Семейство Лилейные
3,5—4 тыс. видов. Жизненные формы многолетние травы. Многие являются эфемероидами растут и образуют семена за очень короткий периода большую часть года проводят в состоянии покоя (тюльпан в степях. Мочковатая корневая система, дуговое жилкование (рис. 1.50). В почве образуются подземные побеги — луковица (тюльпан) или корневище (ландыш. Листья простые без прилистников. Листорасположение очередное, супротивное и мутовчатое вороний глаз. Стебель прямостоячий или ползучий.
1 семядоля в семени. Цветок О
3+3
Т
3+3
П
(3)
— у тюльпана, О
(3+3)
Т
3+3
П
(3)
— у ландыша. Цветки обоеполые. Околоцветник простой, чаще всего — венчиковидный. Соцветие кисть, реже зонтик. У некоторых видов соцветие не образуется — только одиночные цветки. Плоды — ягода (ландыш) или коробочка (тюльпан. Семена с эндоспермом. Насекомоопыляемые. Значение декоративное (тюльпан, нарцисс пищевое (лук, чеснок, спаржа

Ботаника
85 лекарственное (ландыш, алоэ ядовитые (ландыш. Очень многие виды являются редкими и занесены в Красную книгу. Рис. 1.50. Строение Лилейных (на примере ландыша майского и тюльпана) Семейство Злаковые (Мятликовые)
8 тыс. видов. Жизненные формы одно- и многолетние травы, древовидные растения (бамбук. Мочковатая корневая система, параллельное жилкование. Стебель прямостоячий или ползучий, у многих — корневище (пырей. Характерно обильное ветвление
(кущение). Стебель имеет полые междоузлия. Такой стебель называется соломина. Листья простые с влагалищем, часто сидячие. Листорасположение очередное. Многие злаковые вовремя своего развития проходят несколько четко выраженных стадий прорастание семени, появление третьего листа, кущение, выход в трубку интенсивный рост побегов, колошение, цветение, созревание плодов.
1 семядоля в семени. Цветок О
2
Т
3
П
1
(рис. 1.51). Цветки обоеполые (некоторые злаки имеют однополые цветки (кукуруза, являясь однодомными растениями, в колосках, собранных в сложные соцветия. Колосок состоит из главной осина которой расположены 2 колосковые чешуи, цветковые чешуи (по две у каждого цветка) и цветок или цветки. Соцветия сложный колос (рожь, пшеница, метелка (овес, початок (женское соцветие кукурузы, султан (тимофеевка. Плод зерновка. Семена с эндоспермом. Характерно самоопыление или опыление с помощью ветра.

86 Глава 1 Рис. 1.51. Цветок злака Значение пищевое (рожь, пшеница, ячмень, кукуруза, рис, овес. Одним из наиболее важных пищевых растений этого семейства является пшеница. Пшеница бывает мягкая и твердая. У мягкой пшеницы зерновка на изломе рыхлая и мучнистая, у твердой — стекловидная и плотная. Повремени посева выделяют озимые и яровые сорта пшеницы. Озимую высевают в конце лета — начале осени, и до холодов она успевает пройти фазу кущения. Яровую пшеницу высевают весной кормовое (кукуруза, овес, овсяница сорняки (пырей средообразователи (типчак и ковыль в степях получение сахара (сахарный тростник — его паренхимные клетки содержат до
20% сахара строительство жилищ, производство мебели и предметов интерьера (бамбук. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАБОРЫ У РАСТЕНИЙ
В завершение темы "Классификация растений" в табл. 1.2 представлены генетические наборы у растений различных систематических групп. Таблица 1.2. Генетические наборы растений Группа Гаплоидные стадии Диплоидные стадии Что доминирует в жизненном цикле Водоросли (хламидомонада, улотрикс, спирогира) Взрослый организм, споры, гаметы Зигота Гаметофит Отдел Мохообразные Взрослый организм, протонема (предрос- ток, споры, гаметы Зигота, коробочка спорофит) Гаметофит

Ботаника
87 Таблица 1.2 (окончание) Группа Гаплоидные стадии Диплоидные стадии Что доминирует в жизненном цикле Папоротникообразные отделы Папоротниковидные, Хвощевидные и Плауновидные) Споры, гаметы, зарос- ток (гаметофит) Взрослое растение спорофит, зигота Спорофит Отдел Голосеменные
Микро- и мегаспоры, гаметы, мужской и женский гаметофит Взрослое растение спорофит, зигота, семя Спорофит Отдел Покрытосеменные
Микро- и мегаспоры, гаметы, мужской пылинка) и женский гаметофит (зародышевой мешок) Взрослое растение спорофит, зигота, семя Спорофит РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА
(ФИТОЦЕНОЗЫ) Растительное сообщество — это совокупность растений на определенной территории, взаимодействующих друг с другом, с другими организмами и с окружающей средой. Фитоценоз является составной частью биогеоценоза. Примеры растительных сообществ Еловый лес. Доминирующим видом является ель, которая образует ярус А. Ярус В обычно не выражен, хотя иногда он может быть представлен молодыми елями. Ярус С разреженный, состоит из черники, брусники, кислицы, майника. Часто на почве многочисленны мхи. Сосновый лес. Доминирующий вид — сосна, которая вместе с другими деревьями (немногочисленные ели и лиственные породы) образует ярус А. Ярус В обычно хорошо развит, в нем встречаются черемуха, бузина, крушина. В ярусе С растут малина, бересклет злаки, черника, зеленчук. На почве часто густой покров из мхов и лишайников. Дубрава. Доминирующим видом является дуб, содоминантами — липа, клен, ясень. Они образуют ярус А. Ярус В составляют черемуха, подрост деревьев, орешник, ива (обычно по опушкам. В кустарниково-травянистом ярусе преобладают бересклет, жимолость сныть, пролесник, зеленчук, черемша. Луг. Ярусы Аи В практически полностью отсутствуют, встречаются только отдельные деревья все пространство занято травянистыми растениями. Выделяют
2 основных типа лугов пойменные (находятся в пойме реки суходольные (расположены на водораздельных участках. На разных типах лугов могут преобла-

88 Глава 1 дать различные группировки растений злаки, бобовые, сложноцветные иногда на лугах сложно выделить доминирующие виды (разнотравье. Мхи обычно немногочисленны. Болото. Растения этого сообщества обитают в условиях избыточного увлажнения. Деревья на болоте чаще всего отсутствуют, однако при наличии возвышенностей могут заселяться сосной. Травянистые растения представлены осоками, пушицей, камышом, тростником, злаками часто встречаются кустарнички клюква, голубика, багульник обычны и многочисленны мхи. В связи с бедностью почв на болотах встречаются насекомоядные растения (росянка. ТЕСТ ПО СИСТЕМАТИКЕ РАСТЕНИЙ Часть A (только один правильный ответ)
A1. Назовите органоид водорослей, в котором происходит фотосинтез
1) пластиды;
3) хроматофор;
2) хлоропласт
4) клеточный центр.
A2. Назовите водоросль, вызывающую "цветение воды
1) хламидомонада 2) ульва; 3) ламинария 4) улотрикс.
A3. У какой водоросли имеются ризоиды
1) вольвокс;
3) ламинария
2) плеврококк;
4) хламидомонада.
A4. Какой набор хромосом характерен для взрослой хламидомонады
1) гаплоидный
2) диплоидный
3) триплоидный
4) у одних особей гаплоидный, у других — диплоидный.
A5. Бесполое размножение улотрикса происходит с помощью.
1) зиготы 2) гамет 3) спор 4) зооспор.
A6. Какой признак характерен для мхов
1) есть корни 2) есть семена 3) есть листья 4) есть цветки.
A7. Где расположены органы полового размножения мха
1) на зеленой нити (предростке);
2) в коробочке
3) на вершине листостебельного растения
4) у мха нет органов полового размножения.

Ботаника
89
A8. В коробочке мха образуются.
1) семена 2) яйцеклетки 3) спермии; 4) споры.
A9. Выберите признак, характерный для зеленых мхов
1) стебель сильно ветвится) есть ризоиды) не образуют споры) в древесине есть сосуды.
A10. Назовите процесс, который происходит в коробочках мхов
1) оплодотворение
3) митоз
2) мейоз
4) образование гамет.
A11. Выберите признак, характерный для папоротников и хвощей
1) нет корней
3) для оплодотворения нужна вода
2) древесные формы) листья мелкие, прозрачные.
A12. Где у папоротника формируются органы полового размножения
1) в спорангиях
3) на нижней стороне заростка;
2) на листьях
4) на верхней стороне заростка.
A13. Какой признак характерен для современных плаунов
1) главный корень
3) отсутствие спор
2) листья растут верхушкой
4) длинные ползучие побеги. Споры у хвощей развиваются.
1) на листьях, в спорангиях
3) на весеннем побеге) на летнем побеге
4) в корневище. Как называются мужские половые органы размножения папоротника
1) спорангии 2) архегонии 3) антеридии 4) заростки.
A16. Выберите признак, встречающийся только у голосеменных растений
1) есть камбий
3) семена расположены в шишках
2) деревья и кустарники) листья многолетние.
A17. Назовите растение, которое к хвойным не относят
1) пихта 2) сосна 3) лиственница 4) эвкалипт.
A18. Какие особенности строения листьев сосны
1) однолетние
2) покрыты пробкой
3) не содержат фотосинтезирующую ткань
4) устьица, заглубленные в эпидерму.
A19. Пыльца уели образуется.
1) в женских шишках
3) в спорангиях
2) в мужских шишках
4) в зародышевом мешке.

90 Глава 1
A20. Оплодотворение у хвойных происходит.
1) в мужской шишке
3) в семени) в женской шишке
4) в семязачатке с помощью воды.
A21. Что характерно только для цветковых
1) опыление ветром
3) главный корень
2) эндосперм в семени
4) плоды.
A22. Укажите растения семейства Сложноцветные
1) мятлик, кукуруза, рожь
2) репа, пастушья сумка, горчица
3) яблоня, рябина, малина
4) одуванчик, василек, хризантема.
A23. Выберите формулу цветка, характерную для розоцветных
1) Ч
(5)
Л
(5)
Т
5
П
1
; 3) Ч
5
Л
5
Т
∞
П
(5)
;
2) О
3+3
Т
3+3
П
(3)
; 4) Ч
(5)
Л
1.2.(2)
Т
(9).1
П
1
A24. Назовите тип соцветия у семейства Крестоцветные
1) кисть
3) сложный зонтик) сложный колос
4) простой колос.
A25. Назовите семейство, к которому относят белену, томат, баклажан
1) Пасленовые
3) Крестоцветные) Мотыльковые
4) Сложноцветные.
A26. Бактериальные клубеньки на корнях встречаются у.
1) подсолнечника 2) картофеля 3) клевера 4) редиса.
A27. Лилия относится к классу Однодольных, тку нее.
1) листья простые) дуговое жилкование;
2) есть луковица
4) плод коробочка. Выберите растение, не относящееся к семейству Злаковых
1) мятлик; 2) овес 3) полынь 4) ковыль. Часть B В заданиях В1—В3 выберите три верных ответа из шести.
B1. Выберите особенности строения и жизнедеятельности, характерные для хламидомонады) чашевидный хроматофор;
2) размножение неподвижными спорами
3) взрослые формы зимуют на дне прудов и озер
4) половое размножение происходит в неблагоприятных условиях среды

Ботаника
91 5) есть сократительная вакуоль
6) гаметы не имеют жгутиков.
B2. Каковы особенности жизненного цикла сфагнума
1) доминирует спорофит
2) доминирует гаметофит
3) для оплодотворения нужна вода
4) мужские и женские гаметы образуются на одном растении
5) взрослое растение развивается из споры
6) споры образуются в спорангиях на листьях.
B3. Мхи, как и цветковые растения, ...
1) образуют семена
2) имеют клеточное строение
3) обладают стержневой или мочковатой корневой системой
4) в клетках содержат хлорофилл
5) фотосинтезируют;
6) имеют древесину, состоящую из сосудов. При выполнении заданий В4—В6 установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.
B4. Установите соответствие между признаком и отделом растений. ПРИЗНАК ОТДЕЛА) есть главный корень
1) Голосеменные Б) большинство имеет корневище
2) Хвощевидные В) листья мелкие, прозрачные, сросшиеся Г) древесина хорошо развита и занимает до 90% стебля Д) ветроопыляемые растения
B5. Установите соответствие между признаком и семейством класса Двудольные. ПРИЗНАК СЕМЕЙСТВО А) листья сложные, с прилистниками
1) Бобовые Б) листья простые или сложные
2) Розоцветные В) формула цветка Ч
(5)
Л
1.2.(2)
Т
(9).1
П
1
Г) формула цветка Ч
5
Л
5
Т
∞
П
1
Д) соцветие кисть или головка Е) стебель прямостоячий, ползучий, вьющийся или цепляющийся

92 Глава 1
B6. Установите соответствие между признаком и классом цветковых растений. ПРИЗНАК КЛАССА) камбий есть
1) Двудольные Б) камбия нет
2) Однодольные В) жилкование перистое и пальчатое Г) двойной или простой околоцветник Д) число частей цветка кратно трем Ев него входят семейство крестоцветных и бобовых
B7. Установите, в какой хронологической последовательности появились на Земле основные группы растений
1) Плауновидные) Псилофиты
2) Бурые водоросли
5) Семенные папоротники.
3) Голосеменные
B8. Установите последовательность систематических групп растений, начиная с наименьшей.
1) Цветковые) Двудольные
2) Белена черная
5) Белена) Пасленовые Часть C
C1. Почему мхи относятся к высшим растениям
C2. У многих водорослей бесполое размножение происходит в благоприятных условиях, а половое — в неблагоприятных. Объясните эту особенность водорослей. Какие особенности строения папоротников помогли им освоить наземно- воздушную среду жизни
C4. Почему хвойные растения легко переносят засуху
C5. Какие черты строения позволили цветковым растениям стать господствующей группой на Земле ЦАРСТВО ДРОБЯНКИ К этому царству относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Это прокариоти- ческие организмы в их клетках отсутствует ядро и мембранные органоиды, генетический материал представлен кольцевой молекулой ДНК. Также для них характерно наличие мезосом (впячивание мембраны внутрь клетки, выполняющих функцию митохондрий, и мелкие рибосомы.

Ботаника
93
Б
АКТЕРИИ
Бактерии — это одноклеточные организмы. Они занимают все среды жизни и широко распространены в природе. По форме клеток бактерии бывают (рис. 1.52): шаровидные кокки — они могут объединяться и образовывать структуры из двух клеток (диплококки, в виде цепочек (стрептококки, гроздей (стафилококки) и т. п палочковидные бациллы (дизентерийная палочка, сенная палочка, чумная палочка изогнутые вибрионы — форма запятой (холерный вибрион, спириллы — слабо спирализованные, спирохеты — сильно закрученные (возбудители сифилиса, возвратного тифа. Рис. 1.52. Формы бактерий Строение Снаружи клетка бактерии (рис. 1.53) покрыта клеточной стенкой, в состав которой входит муреин. Многие бактерии способны формировать внешнюю капсулу, дающую дополнительную защиту. Подоболочкой находится плазматическая мембрана, а внутри клетки — цитоплазма с включениями, мелкими рибосомами и генетическим материалом в форме кольцевой ДНК. Участок клетки бактерии, в котором находится генетический материал, называют нуклеоидом. Многие бактерии имеют жгутики, отвечающие за движение. Размножение Осуществляется делением на две клетки. Сначала происходит репликация ДНК, затем в клетке возникает поперечная перегородка. При благоприятных условиях одно деление происходит каждые 15—20 мин. Бактерии способны образовывать колонии — скопление тысячи более клеток, являющихся потомками одной исходной клетки (в природе колонии бактерий возникают редко обычно — в искусственных условиях питательной среды.

94 Глава 1
Рибосомы
Нуклеоид с ДНК
Мезосома
Клеточная стенка
Мембрана
Внешняя капсула
Цитоплазма
Жгутик
Рис. 1.53. Строение клетки бактерии При возникновении неблагоприятных условий многие бактерии, например бациллы, способны образовывать споры. У спор очень плотная внешняя оболочка, способная переносить различные внешние воздействия кипячение в течение нескольких часов, почти полное обезвоживание. Споры сохраняют жизнеспособность в течение десятков и сотен лет. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и образует бактериальную клетку. Питание По способу питания бактерии делятся на гетеротрофов и автотрофов. Гетеротрофы используют готовые органические вещества либо мертвых (сапрофиты, либо живых (паразиты) организмов. Также среди гетеротрофов есть симбионты: так, к ним относятся различные виды бактерий, обитающие в пищеварительной системе жвачных млекопитающих. Автотрофы синтезируют органические вещества, используя энергию Солнца
(фотосинтезирующие) или энергию химических связей неорганических веществ — сероводорода, аммиака, водорода (хемосинтезирующие). Условия жизни Температура — оптимальна от +4 до +40 С если ниже, то большинство бактерий образуют споры, выше — погибают (поэтому медицинские инструменты кипятят, а не промораживают. Есть небольшая группа бактерий, предпочитающих высокую температуру, — это термофилы, обитающие в гейзерах. По отношению к кислороду выделяют две группы бактерий аэробы — обитают в кислородной среде анаэробы — обитают в бескислородной среде.

Ботаника
95 Нейтральная или щелочная среда. Кислая среда убивает большинство бактерий на этом основано применение уксусной кислоты при консервировании. Отсутствие прямых солнечных лучей (они также убивают большинство бактерий. Значение бактерий Положительное молочнокислые бактерии используют для получения молочнокислых продуктов йогурт, простокваша, кефир, сыров при квашении капусты и засолке огурцов для производства силоса бактерии-симбионты находятся в пищеварительном тракте многих животных термиты, парнокопытные, участвуя в переваривании клетчатки производство лекарств (антибиотик тетрациклин, стрептомицин, уксусной и других органических кислот производство кормового белка разлагают трупы животных и мертвые растения, те. участвуют в круговороте веществ бактерии-азотфиксаторы переводят атмосферный азот в соединения, усваиваемые растениями. Отрицательное порча продуктов питания вызывают заболевания человека (дифтерия, воспаление легких, ангина, дизентерия, холера, чума, туберкулез. Лечение и предупреждение прививки антибиотики соблюдение гигиены уничтожение переносчиков вызывают болезни животных и растений.
Ц
ИАНОБАКТЕРИИ
Цианобактерии (сине-зеленые водоросли) обитают вводной среде и на почве. Они бывают одноклеточными, нитчатыми и колониальными. Их клетки имеют строение, типичное для прокариот. У многих из них в цитоплазме содержатся вакуоли, поддерживающие плавучесть клетки. Способны образовывать акинеты (аналогичны спорам бактерий) для пережидания неблагоприятных условий. По типу питания относятся к фотоавтотрофам: содержат хлорофилл и другие пигменты (каротин, ксантофилл, фикобиллины). При фотосинтезе выделяют кислород в атмосферу (считается, что именно их деятельность привела к накоплению в атмосфере свободного кислорода. Размножение осуществляется бинарным делением у одноклеточных форм и распадом колоний или нитей. Значение цианобактерий выделяют кислород, вызывают "цветение" воды связывают атмосферный азот, переводя его в доступные для растений формы (таким обра-

96 Глава 1 зом увеличивают продуктивность водоемов ирисовых чеков, входят в состав лишайников. ЦАРСТВО ГРИБЫ Около 100 тыс. видов. Обитают в наземно-воздушной и почвенной средах, а также паразитируют на других живых организмах. Черты сходства с животными гетеротрофный тип питания, отсутствие пластид, наличие в клеточной стенке углевода хитина, запасные питательные вещества откладываются в виде гликогена, в обменных реакциях присутствует мочевина. Черты сходства с растениями поглощение веществ путем всасывания, неподвижность, неограниченный рост, наличие клеточной стенки. Вегетативное тело грибов (мицелий) состоит из тонких ветвящихся нитей (гиф, не имеющих клеточного строения. Гифы бывают членистые (разделены поперечными перегородками на отсеки или компартменты; в перегородке есть отверстия, через которые двигается цитоплазма) и нечленистые. В цитоплазме есть ядро и органоиды, характерные для эукариот. Некоторые грибы не имеют гиф и состоят из отдельных клеток (дрожжи.
П
ИТАНИЕ
Все грибы — гетеротрофы. В зависимости от способа потребления органических веществ, грибы бывают сапротрофами, паразитами и симбионтами. Сапротрофы разлагают мертвые останки. Паразиты питаются за счет хозяина, нанося ему вред. У этих грибов образуются специальные гифы — гаустории, проникающие в клетки хозяина. Симбионты вступают во взаимовыгодные отношения с растениями, образуя микоризу (это корни и взаимодействующие сними гифы гриба. Микориза бывает внешняя (гифы оплетают корень снаружи) и внутренняя (гифы проникают в корень. Оба организма получают выгоду гриб получает органические вещества, растениеводу и минеральные вещества.
Р
АЗМНОЖЕНИЕ
Грибы размножаются бесполыми половым путем. Бесполое размножение почкование частями мицелия, с помощью спор. Споры бывают эндогенные (образуются внутри спорангиев) и экзогенные или конидии (они образуются на вершинах специальных гиф. Половое размножение у низших грибов осуществляется путем конъюгации, когда сливаются две гаметы и образуется зигоспора. Затем она формирует спорангии, где происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры, из которых развивается новый мицелий. У высших грибов образуются сумки (аски), внутри которых развиваются гаплоидные аскоспоры, или базидии, к которым прикрепляются снаружи базидиоспоры.

Ботаника
97 КЛАССИФИКАЦИЯ ГРИБОВ
Выделяют несколько отделов, которые объединяются в две группы высшие и низшие грибы. Отдельно существуют так называемые несовершенные грибы, к которым относят виды грибов, половой процесс которых еще не установлен. Отдел Зигомицеты Относятся к низшим грибам. Наиболее распространен из них род Мукор — это плесневые грибы (рис. 1.54). Они поселяются на продуктах питания и мертвых органических остатках (например, на навозе, те. обладают сапротрофным типом питания. Мукор имеет хорошо развитый гаплоидный мицелий, гифы обычно не- членистые, плодового тела нет. Окраска мукора белая, при созревании спор он становится черным. Бесполое размножение происходит с помощью спор, которые созревают в спорангиях (при образовании спор происходит митоз, развивающихся на концах некоторых гиф. Половое размножение встречается сравнительно редко с помощью зигоспор). Рис. 1.54. Мукор Отдел Аскомицеты Это самая многочисленная группа грибов. Она включает одноклеточные формы дрожжи, виды с плодовыми телами (сморчки, трюфели, различные плесени
(пеницилл, аспергилл).
Пеницилл. Встречаются на продуктах питания (цитрусовые, хлеб в природе обычно поселяются на плодах. Мицелий состоит из членистых гиф, разделенных перегородками (септами) на отсеки. Мицелий сначала белый, в дальнейшем может приобретать зеленый или голубоватый оттенок. Пеницилл (рис. 1.55) способен синтезировать антибиотики (пенициллин, открытый А. Флемингом в 1929 г. Бесполое размножение происходит с помощью конидий, которые образуются на концах особых гиф (конидиеносцах). При половом размножении происходит слияние гаплоидных клеток и образование зиготы, из которой формируется сумка (аск). В ней происходит мейоз и образуются аскоспоры. Дрожжи — это одноклеточные грибы, характеризующиеся отсутствием мицелия и состоящие из отдельных клеток шаровидной формы. Клетки дрожжей богаты

98 Глава 1 Рис. 1.55. Пеницилл жиром, содержат одно гаплоидное ядро, есть вакуоль. Бесполое размножение происходит с помощью почкования (рис. 1.56). Половой процесс клетки сливаются, образуется зигота, в которой происходит мейоз, и формируется сумка с четырьмя гаплоидными спорами. В природе дрожжи встречаются на сочных плодах. Рис. 1.56. Почкование дрожжей Паразитические аскомицеты. Спорынья — поражает злаки. Ее мицелий зимует на полях, а весной на нем образуются плодовые тела, в которых созревают аскоспоры. Они разносятся ветром и заражают культурные растения, в которых развивается мицелий паразита. В зараженных растениях созревают споры, которые поражают здоровые особи. Ближе к осени на пораженных растениях возникают склероции, содержащие мицелий спорыньи в состоянии покоя. Спорынья выделяет сильный яд — эргомин, вызывающий тяжелые отравления, вплоть до смертельного исхода. К другим паразитическим аскомицетам относятся парша — поражает плоды яблони, бурая гниль — поражает различные виды деревьев. Заражение происходит через устьица или повреждения покровных тканей обычно наиболее интенсивно — во влажную погоду. При этом снижается урожай сельскохозяйственных культур. Отдел Базидиомицеты Это высшие грибы. Характеристика этого отдела рассматривается на примере шляпочных грибов (рис. 1.57). К этому отделу относится большинство съедобных грибов (шампиньон, белый гриб, масленок но встречаются и ядовитые грибы (бледная поганка, мухомор.

Ботаника
99 Гифы имеют членистое строение. Мицелий многолетний на нем формируются плодовые тела. Сначала плодовое тело растет под землей, потом выходит на поверхность, быстро увеличиваясь в размерах. Плодовое тело образовано плотно прилегающими друг к другу гифами, в нем выделяют шляпку и ножку. Рис. 1.57. Строение шляпочного гриба Верхний слой шляпки обычно ярко окрашен. В нижнем слое выделяют стерильные гифы, крупные клетки (защищают спороносный слой) и сами базидии. На нижнем слое образуются пластинки (рис. 1.58) — это пластинчатые грибы (опенок, лисичка, груздь) или трубочки — это трубчатые грибы (масленок, белый гриб, подосиновик. Рис. 1.58. Типы шляпок грибов На пластинках или на стенках трубочек формируются базидии, в которых происходит слияние ядер с образованием диплоидного ядра. Из него мейозом развиваются базидиоспоры, при прорастании которых образуется гаплоидный мицелий. Членики этого мицелия сливаются, но слияние ядер не происходит — так образуется ди- карионный мицелий, который и формирует плодовое тело.

100 Глава 1 ЗНАЧЕНИЕ ГРИБОВ
Пищевое — многие грибы употребляются в пищу. Вызывают болезни растений — аскомицеты, головневые и ржавчинные грибы. Эти грибы поражают злаки. Споры ржавчинных грибов (хлебная ржавчина) разносятся ветром и попадают на злаки из промежуточных хозяев (барбарис. Споры головневых грибов (головня) разносятся ветром, попадают на зерновки злаков (из зараженных растений злаков, прикрепляются и зимуют вместе с зерновкой. Когда она весной прорастает, спора гриба также прорастает и проникает внутрь растения. В дальнейшем гифы этого гриба проникают в колос злака,
Ъобразуя споры черного цвета (отсюда и название. Также к паразитическим грибам относится фитофтора, поражающая картофель, помидоры и другие растения семейства Пасленовые. Эти грибы наносят серьезный урон сельскому хозяйству. Вызывают болезни человека (стригущий лишай, аспергиллез. Разрушают древесину (трутовики — поселяются на деревьях и деревянных постройках. Это двоякое значение если разрушается мертвое дерево, то положительное, если живое или деревянные постройки — то отрицательное. В живое дерево трутовик проникает через ранки на поверхности, затем в древесине развивается мицелий, на котором формируются многолетние плодовые тела. На них образуются споры, разносимые ветром. Эти грибы могут вызвать гибель плодовых деревьев. Ядовитые грибы могут служить причиной отравлений, иногда довольно тяжелых (вплоть до смертельного исхода. Порча продуктов питания (плесени. Получение лекарств. Вызывают спиртовое брожение (дрожжи, поэтому используются человеком в хлебопекарной и кондитерской промышленности в виноделии и пивоварении. Являются редуцентами в сообществах. Образуют симбиоз с высшими растениями — микоризу. При этом корни растения могут переваривать гифы гриба, а гриб — угнетать растение. Но, несмотря на это, данные взаимоотношения считаются взаимовыгодными. При наличии микоризы многие растения развиваются гораздо быстрее. ЛИШАЙНИКИ
26 тыс. видов. Лишайники — это группа симбиотических организмов, состоящих из грибов (аскомицеты или базидиомицеты) и одноклеточных водорослей. Иногда в состав лишайников могут входить сине-зеленые водоросли. Гриб (гетеротроф) поглощает из почвы воду и минеральные вещества. Водоросли автотрофы) синтезируют органические вещества и отдают их грибу, взамен полу
перейти в каталог файлов