Жизненные формы растений

Жизненные формы растений

ТЕОФРАСТ (Θεόφραστος)

Древнегреческий ученый и философ, ученик и друг Аристотеля, Теофраст (Феофраст) более чем за три столетия до нашей эры в произведении «Исследования о растениях» систематизировал накопленные знания по морфологии растений, выделил деревья, кустарники, полукустарники, травы и описал их.Деревья  он характеризовал как растения со стволом,кустарники   – со множеством веток, отходящих прямо от корня,полукустарники   – как растения, которые дают от корня много стеблей и множество веточек. Травы  он объединял в группы по длительности жизни, характеру побегов, листьев, корневых систем, наличию луковиц и клубней. Он отмечал зависимость формы роста от климата, почвы, способов возделывания. Группы жизненных форм служили Теофрасту, как и многим ботаникам нового времени, основой для систематики растений. 

 Растения в лесу расположены ярусами, которые можно сравнить с этажами. Верхний, первый ярус представлен основными деревьями первой степени значимости (ель, сосна, дуб). Второй ярус сформирован деревьями второй величины (черемуха, рябина, яблоня). Третий ярус состоит из кустарников, например, шиповника, лещины, калины, бересклета. Четвертый ярус – это травянистый покров, а пятый – мхи и лишайники. Доступ света к растениям различных ярусов неодинаков. Кроны деревьев первого яруса лучше освещены. От верхних к нижним ярусам освещенность уменьшается, так как растения верхних ярусов задерживают долю солнечных лучей. Мхи и лишайники, занимающие пятый ярус, получают очень малое количество света. Это самые теневыносливые растения леса.

Разные леса имеют различное количество ярусов. К примеру, в темном еловом лесу различимы только два-три яруса. На первом ярусе расположены основные деревья (ели), на втором – небольшое число травянистых растений, а третий образован мхами. Другие древесные и кустарниковые растения не растут во втором ярусе елового леса, так как не выносят сильного затенения. Также не наблюдается в еловом лесу и травянистый покров.

Хлебное дерево

Хлебное дерево

Хле́бное де́рево (лат. Artocarpus altilis) — однодомное дерево семейства Тутовые, вид рода Артокарпус. Его родиной считается Новая Гвинея, откуда полинезийцы завезли его на острова Океании. Сообщение подготовлено Черепановым Андреем.

Английский мореплаватель Уильям Дампир стал первым, кто в конце XVII века сообщил европейцам о дереве, чьи плоды заменяют туземцам хлеб. В конце XVIII века после голода на Ямайке возникла идея разводить здесь хлебное дерево как источник дешёвой и калорийной пищи для рабов на плантациях. С этой целью к берегам Таити был послан знаменитый «Баунти», однако собранные им саженцы до Вест-Индии не добрались. В итоге первые хлебные деревья привёз в Новый Свет в 1793 году корабль «Провиденс», они и дали начало плантациям этого растения на Ямайке и острове Сент-Винсент, а потом и на других островах Вест-Индии. Сейчас хлебное дерево распространено во многих тропических странах.Это довольно крупное, до 20-26 м в высоту, и быстро растущее дерево, облик которого несколько напоминает обычный дуб. Кора серая, гладкая. Некоторые ветки у хлебного дерева толстые, с облиственными боковыми веточками; другие — длинные и тонкие, с пучками листьев на концах. Листья растения необычайно разнообразны — даже на одном дереве могут встречаться и цельные, и перисторассечённые (более молодые) листья с различной степенью опушения. В зависимости от климатических условий дерево ведет себя как вечнозелёное или листопадное.Цветки мелкие, зеленоватые и невзрачные: мужские зацветают первыми и собраны в удлинённые соцветия; женские — в крупные соцветия в форме булавы. Опыляются крыланами (Pteropodidae). После опыления женские соцветия постепенно срастаются в большое соплодие (плод), по форме напоминающее округлую шишковатую дыню. Плоды образуются по одному или гроздьями на вершинах веток. Молодые плоды имеют зелёный цвет; по мере созревания они обычно становятся сперва желто-зелёными, затем жёлтыми или жёлто-коричневыми. Диаметр плода может достигать 30 см, масса — 3-4 кг. В зелёной стадии плоды твёрдые, с крахмалистой, волокнистой белой мякотью. После созревания плод становится мягким, мякоть приобретает кремовый или жёлтый цвет и сладковатый вкус. Все части дерева, включая незрелые плоды, содержат липкий млечный сок-латекс.Существует 2 основные разновидности хлебного дерева — «дикая», плоды которой содержат семена, и культурная, в плодах которой нет семян. Тем не менее, в плодах культурной разновидности время от времени тоже встречаются созревшие семена. Хлебное дерево — одно из самых урожайных плодовых растений; одно дерево приносит от 150 до 700 плодов в год. В благоприятном климате хлебное дерево непрерывно плодоносит круглый год; вернее, 9 месяцев в году, а затем 3 месяца «отдыхает» — и так на протяжении 60-70 лет. Скорость роста при благоприятных условиях 0.5-1.0 м в год.Дерево может расти при осадках не менее 1000 мм в год. Может выдержать 3 месяца засухи (с осадками не ниже 25 мм в месяц). Максимальная температура для растения — плюс 40 градусов, минимальная — ноль.

3. «Что? Где? Когда?»

1. В средневековой Европе эти рыбы имели особую практическую ценность: они имеют примерно одинаковые размеры, поэтому стали своеобразной единицей обмена. (Сельдь)

2. Об этом животном индийские боги сказали: «Поистине, произведя ..., мы произвели на свет благо. ... ни что иное, как жертвоприношение, потому что нельзя совершить жертвоприношения без нее. И она же – пища, потому что всякая пища от ... ». (Корова)

3. Во время войны за независимость в США английский шпион, сумевший устроиться поваром у генерала Вашингтона, приготовил ему блюдо с использованием ядовитых, как тогда считалось, плодов. Написав записку об отравлении Вашингтона, он покончил с собой. Эта записка была найдена только через много лет. Каким же овощем пытался отравить Вашингтона британский агент? (Помидорами)

4. Согласно легенде этот цветок вырос на крови прикованного к скале Прометея. (Эдельвейс)

5. Как звали бога моря у древних греков? (Посейдон)

6. Согласно легенде она родилась из морской пены. (Афродита)

7. Продолжите стихотворение Л. Мартынова:

Ей не хватало быть волнистой,

Ей не хватало течь везде,

Ей жизни не хватало чистой… (Дистиллированной воде)

8. Назовите автора и главную героиню произведения:

В тот год осенняя погода

Стояла долго на дворе.

Зимы ждала, ждала природа.

Снег выпал только в январе.

(А.С. Пушкин. Евгений Онегин. Татьяна Ларина).

9. Почему зимой реки не промерзают до дна? (Плотность льда меньше плотности жидкой воды)

10. При взаимодействии воды со щелочными металлами образуются…

(Щелочь и водород)

11. В каком органе человека воды содержится 99%? (В глазном яблоке

(в стекловидном теле)

12. Сколько дней человек может прожить без воды? (Максимум 7 дней)

Брожение у дрожжей

Брожение у дрожжей

Рассмотрим пример энергетического обмена у дрожжей, он отличается от этапов энергетического обмена у человека. Наиболее известное свойство многих дрожжей – способность к спиртовому брожению. Именно при изучении спиртового брожения Л.Пастер доказал, что оно является процессом, связанным с жизнедеятельностью определенных микроорганизмов - дрожжей. Л.Пастер открыл, что в условиях свободного доступа кислорода воздуха процесс спиртового брожения ингибируется и активируется дыхание. Это явление получило название "эффекта Пастера". Процесс спиртового брожения, осуществляемый дрожжами, до последней реакции идет по тому же пути, что и процесс молочнокислого брожения, но последняя реакция заменена двумя другими ферментативными реакциями. Основными продуктами спиртового брожения являются этанол и углекислота, однако, в микроколичествах образуется также множество побочных соединений. 

Процесс спиртового брожения суммарно можно выразить следующим уравнением:

С6Н12О6 + 2Фн + 2АДФ переходит в 2СН3-СН2ОН + 2СО2 + 2АТФ + 2Н2О.

Сбраживание 1 молекулы глюкозы приводит к образованию 2 молекул АТФ.  

ОБЩАЯ СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО РАСТЕНИЯМ

ОБЩАЯ СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО РАСТЕНИЯМ

 Водоросли

1. Одноклеточные, многоклеточные, 30 тыс. видов.
2. Обитают: пресная, морская вода; влажная почва; на скалах, на заборах, на крышах домов, горячих источниках, на ледниках.
3. Тканей нет. Тело представлено слоевищем
4. Водоросли автотрофные. Пигмент (синий, бурый, красный, оранжевый) находится в хроматофорах.
5. Размножение бесполое(вегетативное- деление клеток надвое, зооспорами (подвижные клетки со жгутиками)
6. Половой процесс(конъюгация)- образование половых клеток гамет –мужских и женских- при слиянии образуется зигота ,которая превращается в спору(в таком состоянии зимует) спора прорастает и дает начало новой водоросли.
7. Водоросли делятся: зеленые , бурые, красные.
8. Представители: хламидомонада, хлорелла, плеврококк,  улотрикс , спирогира, ламинария, порфира.
9. Значение: участие в образовании осадочных пород, продуцент органического вещества, выделение кислорода, участие в круговороте веществ, получают калийные соли, клей для текстильной промышленности, агар-агар, препараты йода и брома, с/х-кормовые добавки, употребление в пищу(ламинария), применяют для очистки сточных вод.

Моховидные

1.Высшие споровые(есть органы)25.тыс.видов

2.Обитают: повсеместно.

3.Тело (слоевище)делится на стебель и листья .Есть проводящая система(проходят минеральные соли и органические вещества)

4.Листья линейные ланцетные есть хлорофилл- фотосинтез.

5.Функцию корней выполняют – ризоиды( выросты эпидермиса)

6.Кукушкин лен- встречается на болотах, еловых лесах.

7.Жизненный цикл сложный (чередование двух поколений спорофита и гаметофита).

8.Представители: кукушкин лен, сфагнум.

9.Значение:накопители влаги, регуляторы водного баланса лесов,приводят к заболачиванию почвы, образование торфа ( топливо, удобрение, сырье химической промышленности, является антисептиком.)

Папоротниковидные

1.Высшие споровые.10тыс.видов

2.Обитают:лесах, на болотах, озерах, древовидные до 20метров,лианоподобные.

3.тело:- корни, стебель, листья. Стебель –корневище имеет-  эпидермис, механическую, проводящие ткани.

4. Лист – войя, есть сорусы,

5.ИЗ споры- заросток( антеридии и архегонии)Происходит чередование двух поколений.

Листостебельное растение на нем образуется споры- спорофит и является бесполым поколением.

6.Половое поколение – заросток(гаметофит) –зеленая пластинка.

7.Представители: орляк, щитовник, пузырник, страусник.

8.Значение: Декоративные растения, используют в пищу, в медицине( болеутоляющее, противовоспалительное, противоглистные, лечение легочных заболеваний, рахита, желудочных расстройств.

Голосеменные720 видов

1.Не имеют цветков.

2.Размножаются семенами.

3.Не образуют плодов.

4.Семена лежат открыто на внутренней стороне чешуевидных листьев ,которые образуют шишку.

5.Представители: сосна, кедр, ель, можжевельник, лиственница, кипарис.

Жизненная форма: деревья и кустарники.

6.Листья мелкие, чешуйчатые или игольчатые – называются хвоей ,держатся на дереве 2-3года, покрыты кутикулой.

7.Устьица погружены в ткань листа – уменьшает испарение воды.

8.Стебель включает кору, древесину и слабо выраженную сердцевину. Проводящая ткань представлена трахеидами. В коре имеются смоляные ходы - выделяют смолы(защита от проникновения микроорганизмов и насекомых)

9.Корень стержневой .Короткие боковые корни часто содержат микоризу.

10.Размножение сосны. Сосна однодомное растение:  мужские шишки зеленовато-желтого цвета на нижней стороне по 2 пыльцевых мешка - пыльца . Женские шишки красноватые,

крупнее мужских и на чешуйках развиваются семяпочки . Опыление происходит в мае-июне, ветром. Чешуйки склеиваются,  через год происходит оплодотворение. Шишка имеет зеленоватые цвет, затем  коричневый.  Семена созревают к осени следующего года.

11.Значение: образуют органическое вещество; поглощают СО2 и выделяют О2; выделяют фитонциды; строительный материал; изготовление бумаги; получают скипидар, сургуч, лаки,спирт,пластмассы; из семян пищевое масло; лекорство; декоративные растения.

Покрытосеменные250 тыс.видов.

1.Жизненная форма: деревья, кустарники, травы.

2.Продолжительность жизни: однолетние, двулетние  ,многолетние.

3.Имеют органы полового размножения – цветок.

4.Двойное оплодотворение,

5.В завязи пестика имеется семяпочка. Развитие плода из завязи, а семян внутри плода.

6.Усложнение и дифференцировка вегетативных органов и тканей и проводящей системы.

7.Ткани: образовательная,основная или паренхима, проводящая, механическая, покровная,

выделительная или секреторная.

8.Корень-удерживает растение, всасывает воду и минеральные вещества,учавствуетв в дыхании,синтезирует биологически активные вещества, симбиоз с другими организмами.

9.Стебель-сязывает между собой все органы растения; обеспечивает восходящий и нисходящий токи веществ;  несет листья, цветки, плоды; запасает и хранит питательные вещества ; участвует в фотосинтезе; орган вегетативного размножения.

10.Лист- фотосинтез, газообмен, транспирация,депо запасных веществ, вегетативное размножение.

11.Цветок.Однополые – содержат или тычинки или пестики.Обоеполые и тычинки и пестики. Однодомные растения на одном растении тычиночные и пестичные цветки, у двудомных на разных.

12.Класс однодольные(сем.Лилейные, сем.Злаки).Класс двудольные( сем.Крестоцветные, сем.Розоцветные, сем.Бобовые, сем. Пасленовые, сем.Сложнолцветные

Апомиксис

Апомиксис

Вопрос: Почему полиплоидные организмы встречаются чаще у растений, чем у животных?
а)потому что растения могут размножаться вегетативно и апомиксисом
б)это происходит из-за разницы в количестве хромосом: у растений их больше, чем у животных
в)потому что это полезно для растений и вредно для животных
г)мутации у растений возникают чаще

Правильный ответ: а.
Что такое апомиксис?

АПОМИКСИС (от апо... и греческого mixis — смешение), размножение организмов, не сопровождающееся половым процессом. В более узком понимании апомиксис — вторично бесполое размножение, при котором зародыш развивается без оплодотворения вследствие нарушения предшествующих этапов полового размножения. В зависимости от того, даёт ли начало новому организму половая (лицевая) или вегетативная клетка, различают две основные формы апомиксиса — партеногенез и апогамию. Апомиксис широко распространён в животном и растительном мире. У животных, например, у коловраток, дафний, тлей и многих др., апомиксис проявляется в форме партеногенеза, который встречается также у некоторых водорослей и папоротников. Наибольшего распространения и разнообразия форм апомиксис достигает у цветковых растений (т. н. агамоспермия, или бесполосемянность) — он установлен более чем в 300 родах из 43 семейств цветковых растений. Чаще всего апомиксис встречается в семейства злаков, сложноцветных, розовых, рутовых, паслёновых. Апомиксис может быть наследственным (регулярным) или ненаследственным (случайным). Различают автономный апомиксис, при котором зародыш развивается без опыления или раздражения рыльца, и в разной степени индуцированный, когда для развития зародыша требуется опыление или даже прорастание пыльцы на рыльце, а иногда и оплодотворение центрального ядра зародышевого мешка. Самая распространённая форма апомиксиса у цветковых — редуцированный партеногенез (зародыш гаплоидный), известный в 16 семейства, в том числе у ряда культурных растений (у свёклы, хлопчатника, льна, табака, ячменя, пшеницы и др.), и нередуцированный (зародыш диплоидный), встречающийся у мятлика и других злаков, у лютиков, манжеток, зверобоев, ястребинок, одуванчиков и др. С партеногенезом могут сочетаться другие формы апомиксиса — апогамия, адвентивная эмбриония (зародыш развивается вне зародышевого мешка из клеток семяпочки). При этих формах апомиксиса часто развивается несколько зародышей в одном семени (полиэмбриония, постоянно наблюдается у цитрусовых). В популяциях многих апомиктичных видов установлены и половые формы. Генетические особенности апомиксиса используют в селекции некоторых культурных растений.

Тритикале

Тритикале

Тритикале возделывают более 100  лет, в то время как пшеницу и ячмень —10, а рожь —7 тысяч лет.

Это первая искусственно созданная зерновая культура, полученная при скрещивании пшеницы с рожью. Слово "тритикале" (так называют пшенично-ржаные гибриды) состоит из первой части слова "тритикум" (название рода пшеницы) и второй части слова "секале" (название рода ржи).

Тритикале — удивительный гибрид, в котором удалось соединить лучшие наследственные качества традиционно возделываемых культур — пшеницы и ржи. Сорта тритикале, как и другие хлебные злаки, размножаются "в себе". Они не являются гибридами в полном смысле, то есть для их выращивания не требуется ежегодная закупка новых семян.

 Биологов издавна привлекала заманчивая по своей практической значимости идея объединить в одном растении ценные свойства высокого качества зерна пшеницы с высокой зимостойкостью и неприхотливостью ржи. Первый гибрид между пшеницей и рожью был описан английским ботаником С.А. Вильсоном ещё в 1875 году. Однако эти гибриды первым поколением и заканчивались, наотрез «отказываясь» размножаться дальше! И только в 1888 году известному немецкому селекционеру В. Римпау удалось получить первый «плодовитый» сорт тритикале, который по морфологическим признакам колоса занял промежуточное положение между исходными родительскими видами мягкой пшеницы и рожью. Эта линия тритикале уже более 100 лет воспроизводится семенным путем, является константной и не расщепляется на исходные родительские виды. Как первая оригинальная форма новой злаковой культуры тритикале, она до настоящего времени сохраняется в национальных коллекциях многих государств, в том числе и в коллекции Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова в г. Санкт-Петербурге. Учёные до сих пор занимаются селекцией новых сортов тритикале, при этом исследования ведутся в двух основных направлениях: создания сортов кормового и зернового использования.

Примеры генетических задач.

Задача 1. Гибрид тритикале был получен путем скрещивания тетраплоидной пшеницы (4n) с диплоидной рожью (2n). Определите количество хромосом в генотипе тритикале, если у пшеницы 2n=14 и у ржи 2n=14.
Решение. В генотипе тетраплоидной пшеницы имеется 28 хромосом (n=7, 4n=28). В ее гаметах содержится по 14 хромосом (28:2=14), а гаметы ржи имеют по 7 хромосом. После слияния гамет пшеницы (n=14) и ржи (n=7) получен стерильный гибрид, в генотипе которого 21 (14+7) хромосома. Количество хромосом в генотипе тритикале формируется после искусственного удвоения генома и равно 42 (21х2).
Ответ: количество хромосом в генотипе тритикале равно 42.
Задача 2. Определите количество хромосом в клетках аллополиплоида, полученного от скрещивания двух видов табака (2n=48) и (2n=24).
Решение. В генотипе одного вида табака содержится 48 хромосом (2n=48). В его гаметах содержится по 24 хромосомы (48:2=24). В генотипе второго вида табака содержится 24 хромосомы, а гаметы его имеют по 12 хромосом (24:2=12). После слияния гамет двух видов получен стерильный гибрид, в генотипе которого содержится 36 (24+12) хромосом. В результате полиплоидизации количество хромосом в клетках аллополиплоида составило 36х2=72.
Ответ: количество хромосом в клетках аллополиплоида равно 72.
Задача 3. При скрещивании терна (2n=32) с алычой (2n=16) получен межвидовой плодовитый гибрид – домашняя слива. Составьте схему получения культурной сливы и определите количество хромосом в генотипе гибрида.
Амфидиплоид культурной сливы получен путем объединения диплоидного набора хромосом от терна (2n=32) и диплоидного набора хромосом от алычи (2n=16). Необходимо удвоение числа хромосом в обоих наборах для образования жизнеспособных гамет. В результате мейоза сформировались диплоидные гаметы 2n=32 и 2n=16, после слияния которых, получена культурная форма.
Решение
Схема получения культурной сливы:
Р ♀ алыча х ♂ терн
2n=16 2n=32 – набор хромосом до полиплоидизации
4n=32 4n=64 – набор хромосом после полиплоидизации
G 2n=16 2n=32
Количество хромосом в генотипе гибрида: 16+32= 48 .
Ответ: количество хромосом в генотипе гибрида равно 48.
Задача 4. В результате многократного скрещивания 42-хромосомной (6n) пшеницы с многолетним сорняком – 14-хромосомным (2n) пыреем селекционеры получали стерильные гибриды. Генетик-селекционер Н.В. Цицин в результате отдаленной гибридизации создал многолетний высокоурожайный (до 70 ц/га), устойчивый к полеганию – пшенично-пырейный гибрид. Объясните стерильность первых гибридов, которые получены после слияния гамет пшеницы и пырея. Объясните также плодовитость пшенично-пырейного гибрида после удвоения хромосом первых гибридов. Сколько пшеничных и пырейных хромосом содержали его гаметы.
Решение. В генотипе гексаплоидной пшеницы содержится 42 хромосомы (6n=42, n=7). Ее гаметы содержат по 21 хромосоме (42:2=21), а гаметы пырея – по 7 хромосом. После слияния гамет пшеницы и пырея получен стерильный гибрид, в генотипе которого количество хромосом составило 28 (21+7). Стерильность обусловлена нарушениями в ходе мейоза, вследствие отсутствия гомологичных хромосом. В результате удвоения хромосом получен плодовитый пшенично-пырейный гибрид, количество хромосом, в генотипе которого, составило 56 (28х2). Гаметы содержали 42 хромосомы пшеничных и 14 хромосом пырейных.
Ответ: гаметы пшенично-пырейного гибрида содержали42 пшеничных хромосомы и 14 пырейных хромосом.