Характеристика отдела покрытосеменных семейство мятликовые
Обновлено: 08.07.2024
Оборудование и материалы: гербарные образцы растений с соцветием сложный колос – пшеница, рожь, пырей; с метельчатым соцветием – просо, мятлик, овсяница, овес, полевица и др.; с соцветием султан – тимофеевка, лисохвост; кукуруза; заспиртованные или сухие соцветия этих растений.
Родов – 650 (130), видов – 10 000 (810).
Плоды – псевдомонокарпий: зерновки, распространяются животными, ветром.
ЖФР – одно- и многолетние травы.
Распространение – по всему миру.
Важнейшие роды – Agrostis, Alopecurus, Bromopsis, Calamagrostis, deschampsia, Elytrygia, Festuca, Koeleria, Phragmites, Poa, Puccinella, Setaria, Stipa.
Культурные растения – Avena, Hordeum, Oryza, Panicum, Saccharum, Sorghum, Triticum, Zea.
Злаки отличаются от растений других семейст особенностями строения цветков и элементарных соцветий - колосков, а также большим своеобразием вегетативных органов. Характерные признаки злаков представлены на рис. 179, ссылки даны по тексту.
Рис. 179. Характерные признаки семейства злаковые
У злаков корневая система мочковатая (1), у многолетников корневище (2). Надземные побеги ветвятся у основания – в зоне кущения (3). Стебель злаков (4) – соломина отличается характером роста – после выколашивания происходит интеркалярный рост, совершающийся за счет вставочной меристемы, находящейся в основании междоузлия. Соломина имеет заполненные сердцевиной узлы, часто слегка вздутые и полые междоузлия. Для стебля и листа злаков характерна значительная склерификация. Соломина в средней части не ветвится. Листья злаков состоят из линейной листовой пластинки с параллельным жилкованием и незамкнутого влагалища (5) (открытого), или закрытого (6), охватывающего значительную часть междоузлия. При переходе листовой пластинки во влагалище имеются выросты – пленчатый язычок (7), волоски (8), или парные ушки (9). Форма и размеры выростов являются систематическими признаками. Листья расположены на стебле двухрядно. Элементарные соцветия злаков – колоски. Они собраны в сложный колос (10), метелку (11), ложный колос – султан (12) или кисть (13). Цветки располагаются по одному или несколько в выемках или выступах колоскового стержня (14). Каждый колосок окружен 1 – 2, или несколькими колосковыми чешуями (15). У каждого цветка имеются 2 или более цветковые чешуи (16). Цветки мелкие, пленчатые, околоцветник редуцирован до двух пленчатых лодикул (18). Тычинки с длинными тычиночными нитями (19). Завязь одногнездная, рыльце перистое, мохнатое, двулопастное (20). Плод - зерновка (21). Кожистый околоцветник срастается с кожурой семени, зародыш прилегает к мучнистому эндосперму сбоку.
1. Изучить несколько видов мятликовых, относящихся к разным родам - пшеница, рожь, пырей, просо, мятлик, овсяница, овес, тимофеевка, лисохвост, кукуруза. Составить их описание, руководствуясь общей схемой.
2. Зарисовать лист, соцветие, колосок, цветок, колосковые и цветковые чешуйки.
Овес посевной (Avena sativa) (рис. 180, а) – однолетняя яровая зерновая культура. Колоски собраны в соцветие метелку. Стебель – соломина с вздутыми плотными узлами. Листья очередные, зеленые или сизые, линейные, влагалищные, шереховатые.
Рис. 180. Семейство Мятликовые:
а - овес посевной: 1 – метелка; 2 – отдельные колоски; 3 – колосок с цветками;
4 – цветок с цветковыми чешуями и остью на нижней чешуе; 5 – лодикулы, тычинки и пестик;
б - кукуруза: 1 – цветущий початок без обвертки; 2 – женский цветок с длинным столбиком; 3 – общий вид растения с соцветиями; 4 – зерновка; 5 – созревший початок с обверткой; 6 - мужской цветок
Цветки мелкие, обоеполые, собраны по 2 – 3 в колоски, образующие раскидистую метелку. Колоски средней вели-чины, двух-трехцветковыве. Че-шуя колоска немного длиннее цветка, с 7 – 11 жилками, на спинке закругленные без киля, по краю пленчатые. Все цветки в колоске без сочленения, ось колоска голая. Нижняя цветковая чешуя ланцетная, на верхушке, на верхушке двузубчатая, при основании с немногими волосками, на спине с крепкой прямой остью. Ость немного согнутая.
Плод – зерновка, окруженная чешуями, с которой они не срастаются.
Скошенная трава овса посевного, в фазу молочной спелости, используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья.
Кукуруза (маиса) (Zea mays) (рис. 180, б) – пищевая, кормовая и техническая однолетняя культура высотой до 3 м и более. Стебель, прочный, плотный, заполнен паренхимной тканью. Листья крупные, широкие, ланцетнолинейные. Кукуруза – единственный злак с однополыми цветками, однодомное растение.
Тычиночные цветки находятся на вершине стебля в раскидистой метелке. Колоски в ней сидят парами: один из них на короткой, другой на длинной ножке. Колоски ланцетные, имеют две заостренные колосковые чешуйки, содержащие один-два цветка. Цветковых чешуек две, они реснитчатые, имеются две мясистые пленочки.
Пестичные цветки в початках, располагаются по шесть – шестнадцать в ряд, початки покрыты оберткой широких листьев. В пестичном колоске один цветок. Колосок имеет две перепончатые колосковые чешуи и две цветковые чешуи, пленочек нет. Пестик с очень длинным, шелковистым столбиком с двулопастным рыльцем. Во время цветения столбики всех цветков свешиваются из влагалища листьев, покрывающих початок.
Собранные в период созревания и высушенные столбики с рыльцами кукурузы используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья.
Наиболее значимым для человечества является семейство Злаки, к которому относятся зерновые культуры, употребляемые в пищу. Семейство распространено на всех континентах, включая Антарктиду (мятлик однолетний и луговик антарктический).
Описание
Злаки, Злаковые или Мятликовые – покрытосеменные растения, относящиеся к классу Однодольные. В природе встречаются разнообразные жизненные формы – многолетние и однолетние травы, кустарники, деревья. Включает более 11 тысяч видов.
Отличительным признаком Злаковых является наличие плотных узлов и влагалища у листа, полностью защищающего нежное междоузлие. Пространство между стеблем и влагалищем закрывает от проникновения воды язычок – тонкая плёнка, отходящая от границы между листовой пластинкой и влагалищем.
Рис. 1. Влагалище листа у злаков.
Морфология
Злаковые – растения с вытянутыми листьями и полыми стеблями (соломинами).
Общая характеристика строения злаковых растений представлена в таблице.
Органы растения
Описание
Вегетативные и генеративные. Рост осуществляется за счёт деления клеток в междоузлиях (вставочный рост). Между узлами стебель полый (соломина). Исключением являются кукуруза, некоторые бамбуковые растения и сахарный тростник. Ветвятся из угла главного побега (зона кущения).
Узкие, линейные, с параллельным жилкованием, разделены вдоль главной жилкой. Листорасположение – очерёдное. Незамкнутое влагалище листа охватывает стебель, отходящий от узла.
Неправильные, мелкие, обоеполые, в редких случаях однополые (кукуруза). Околоцветник простой. Имеет верхнюю и нижнюю цветковые чешуи, а под ними – две цветковые плёнки. Чаще всего пестик с коротким столбиком и двумя перистыми рыльцами окружает три тычинки. Редко встречается одна, две, шесть тычинок. Формула цветка – О(2)+2Т3П1
Плод семейства Злаки – сухой, зерновка с большим количеством эндосперма, к которому примыкает зародыш. Зачастую околоплодник плотно прилегает к семени и срастается с семенной кожурой.
Рис. 2. Строение цветка Злаковых.
Цветки семейства Злаки опыляются самостоятельно или с помощью ветра. Для Злаковых характерно несколько видов соцветий:
- кисть;
- простой и сложный колос;
- метёлка;
- султан (колосовидная метёлка);
- початок.
У кукурузы на одном растении женские цветки находятся в початках, а мужские – в метёлках.
Значение
Злаковые культурные растения имеют большое значение для человека. Зерновки содержат растительный белок и крахмал и являются основой рациона большинства жителей планеты. Зёрна перемалывают в муку и пекут из неё хлеб, из круп варят каши, готовят пудинги. В 100 г пшеницы содержится 339 ккал. Основными пищевыми культурами являются:
Питание и дыхание
Размножение и спорообразование
Представители
и их значение
Прокариотические (доядерные) одноклеточные или колониальные клетки имеют клеточную стенку из белка муреина и слизистую капсулу из полисахаридов; в цитоплазме расположен нуклеоид (ядерная зона) с кольцевой молекулой ДНК (плазмиды); в цитоплазме также есть рибосомы, фотосинтетические мембраны (только у автотрофных фотосинтезирующих) и мезосома (органелла дыхания); оболочка клеток может иметь выросты – жгутики и пили (органеллы движения)
Автотрофы (синтезируют органические вещества из неорганических):
а) фотосинтезирующие синезелёные и пурпурные бактерии; б) хемосинтезирующие железобактерии и нитрифицирующие бактерии. Гетеротрофы (используют готовые органические вещества):
а) сапротрофы питаются мёртвыми органическими веществами (бактерии гниения и брожения);
б) симбионты органические вещества получают в результате симбиоза с другими организмами (клубеньковые бактерии);
в) паразиты питаются органическими веществами живых организмов (болезнетворные бактерии или микробы). Аэробы – используют для дыхания атмосферный кислород (бактерии гниения); анаэробы живут в отсутствии кислорода (бактерии ботулизма)
Размножаются только бесполым путём, прямым делением на двое (амитоз), происходящим при благоприятных условиях каждые 20 мин; бесполому размножению может предшествовать половой процесс (конъюгация, трансдукция или трансформация), приводящие к генетической рекомбинации дочерних клеток. При неблагоприятных условиях (отсутствие влаги, пищи, положительной температуры и др.) переходят к спорообразованию: из одной клетки образуется одна крупная эндоспора, покрытая толстой защитной оболочкой, способная выдерживать, высушивание, кипячение, замораживание и др.
Обеспечивают круговорот веществ в природе и участвуют в образовании перегноя – плодородного слоя почвы (бактерии гниения); связывают атмосфер-ный азот в виде доступных для растений нитратов и нитритов (клубеньковые бактерии). Используются в промышленности для получения простокваши, йогурта, силоса (молочнокислые бактерии), антибиотиков (актиномицеты, стрептомицеты), кормового белка (водородные бактерии). Возбудители опасных заболеваний человека (чума, холера, дифтерия, ангина и др.), животных и растений (ожог коры яблонь)
Таблица 14. Характеристика основных представителей грибов
Представители
Особенности строения
Способ питания
Особенности размножения
Грибница (мицелий) бесцветный, многоядерный с ризоидами, на мицелии развиваются спорангии на ножках
Сапрофит (питается мёртвыми органическими веществами). Развивается на хлебе
При помощи спор, образующихся в шаровидных чёрного цвета спорангиях; при истощении питательной среды переходит к половому размножению
Порча пищевых продуктов
Мицелий многоклеточный, зеленоватый, с перегородками между клетками; на концах нитей мицелия (гифы) образуются кисточки (конидии), несущие споры
Сапрофит. Развивается на овощах, фруктах, варенье
При помощи спор, образующихся на конидиях; при истощении питательной среды переходит к половому размножению
Клетки мицелия вырабатывают пенициллин – антибиотик, подавляющий рост бактерий стафилококков. Открыл это семейство А.Флеминг в 1929 г.
Дрожжевые грибы: хлебные дрожжи
Одноклеточные микроскопические, не имеющие мицелия, образующие колонии из овальных клеток
Сапрофиты. Питаются путём сбраживания сахаров в спирт и углекислый газ с выделением тепла
При благоприятных условиях размножаются вегетативно – почкованием; при истощении питательной среды переходят к половому размножению
Известны только в культуре, широко используются в хлебопечении
Паразитические грибы: спорынья
На мицелии, развивающемся в колосьях хлебных злаков, вырастают тёмные рожки, содержащие ядовитые вещества – галлюциногены
Паразит хлебных злаков
Мука, приготовленная из заражённых колосьев, может быть причиной сильного отравления, сопровождающегося гангреной и судорогами
Паразит хлебных злаков
Споры гриба в момент цветения злаков разносятся ветром и, попадая на пестики цветков, заражают новые растения
Вызывает заболевание злаков – пыльную, пузырчатую, стеблевую и твёрдую головню
Шляпочные грибы: белый гриб, подберёзовик, подосиновик, сыроежки, лисички и др.
На многоклеточном мицелии в благоприятных условиях (тепло, влага) развиваются плодовые тела (спорофоры), состоящие из шляпки и ножки; на нижней стороне шляпки в спороносном слое (гименофор) трубчатого или пластинчатого вида развиваются споры
Сапрофиты: шампиньоны. Симбионты: большинство шляпочных грибов, образуют микоризу с корнями высших растений. Паразиты: трутовик, опята
При помощи спор; при помощи гамет, образуемых на концах мицелия; вегетативно; при помощи кусочков грибницы
Разрушают древесину (трутовики, опята); используются в пищу человеком и животными
Схема 6. Схема биологической системы растений (основные таксономические единицы)
Таблица 15. Общая характеристика лишайников
Местообитание и представители
Питание и размножение
Значение в природе и жизни человека
На камнях (графис, леканора), на стволах и ветвях деревьев (пармелия, уснея), на почве (кладония, цетрария), на обработанной древесине (рамалия, алектория), в воде (гидротирия, дермакарпон)
По внешнему виду слоевища различают: накипные, или корковые (графис), листовые (пармелия), кустистые (кладония)
Слоевище состоит из верхней и нижней коры, сердцевины, образованной гифами гриба, и слоя клеток водорослей (гонидиальный слой)
Водоросль снабжает лишайник органическими веществами, образованными при фотосинтезе, а гриб – минеральными солями и водой. Размножается вегетативно кусочками слоевища, группами клеток, оплетённых гифами гриба, выдуваемыми через отверстия в коре (соредии)
Разрушают горные породы и образуют почвенный слой (пионеры растительности). Слагают напочвенный покров тундры и служат пищей северным оленям (ягель). Используются в промышленности для фиксации запаха духов, получения красителей, индикаторов и др.
Таблица 16. Основные жизненные формы (по К.Раункиеру)
Жизненная форма
Характеристика
Примеры растений
Растения, у которых почки возобновления находятся на некотором расстоянии от поверхности почвы (выше 25 см). Эта жизненная форма растений абсолютно доминирует (96%) во влажных тропических лесах (гилеях), а также значительно представлена в субтропических лесных формациях (65%)
Сосна сибирская, клён ясенелистный, берёза повислая, ольха клейкая
Низкорослые суккуленты, травы (стелющиеся), почки возобновления которых расположены низко над поверхностью почвы (ниже 25 см). Встречаются в тундрах, высокогорьях и аридных районах
Брусника, черника, вереск, касандра
Растения, у которых почки возобновления в неблагоприятный для вегетации период года сохраняются на уровне почвы и защищены отмершими листьями или снежным покровом. Преобладает в составе растительности тундры (60%) и степей (63%)
Лютик едкий, одуванчик лекарственный, колокольчик раскидистый, некоторые злаки
Многолетние травянистые растения, у которых почки возобновления закладываются в луковицах, клубнях, корневищах и находятся в почве, благодаря чему они защищены от прямого воздействия среды. Надземные органы этих трав отмирают с наступлением периода, неблагоприятного для вегетации, и восстанавливаются в дальнейшем из скрытых под землёй почек возобновления, имеющихся на корневищах и других многолетних подземных органах растений
Ветреница лютичная, тюльпан, гусиный лук
Однолетние растения, полностью отмирающие к зиме, но сохраняющие жизнеспособные семена. Эти однолетние травы господствуют в полупустынях и пустынях (73%), в сухих степях
Мак самосейка, марь белая, желтушник левкойный, икотник серый
Таблица 17. Основные растения – индикаторы загрязнения атмосферного воздуха
Компоненты загрязнения
Важнейшие древесные породы
Сельскохозяйственные и декоративные растения
Ель (европейская, сербская), пихта европейская, сосна обыкновенная, ясень американский
Пшеница, ячмень, люцерна, клевер, хлопчатник, фиалки
Ель европейская, пихта европейская, орех грецкий
Виноград, абрикос, гладиолус, ландыш, нарцисс, тюльпан, рододендрон
Граб обыкновенный, липа сердцевидная
Ель европейская, лиственница европейская, лещина обыкновенная, ольха клейкая
Сегодня злаковые насчитывают более 11 тысяч видов и распространены повсюду, добравшись даже до Антарктиды. Жизненные формы злаковых: древовидные растения (например, семиарундинария из подсемейства бамбуковых достигает 10 метров), кустарники, но преобладают травы (пшеница, ячмень, сорго, овес, перловник, кукуруза, трясунка средняя, тростник, свинорой, мятлик луговой, лагурус).
Давайте опишем основные особенности злаковых, отличающие их от прочих растений.
1. Корень . Мочковатая корневая система. Множественные тонкие придаточные корешки образуются на подземном побеге, имеющем короткие междоузлия.
3. Листья . Тонкие, удлиненные, иногда имеющие острый край. Для них характерно параллельное жилкование. Основание листа называется влагалищем, оно обернуто вокруг стебля и защищает нежный растущий участок. Далее идет непосредственно листовая пластинка. На участке, разграничивающем влагалище от листовой пластинки, находится пленчатый вырост — так называемый язычок, причем язычки бывают разных форм и размеров. Язычок выполняет важную функцию — препятствует проникновению воды внутрь влагалища.
4. Цветок . Формула цветка O 4 Т3 П1. Соцветие — сложный колос, то есть на общей оси сидят отдельные колоски. У овса соцветие метелка, у тимофеевки — султан, это соцветие похоже на сложный колос, но по существу все-таки является метелкой.
5. Плод — зерновка.
Строение колоска и цветка пшеницы
1. Колосок . Пара колосковых чешуй находится на одной оси (или ости) каждого колоска. Между ними растут от трех до пяти цветков.
2. Цветок . Две цветковые чешуи заменяют околоцветник: одна из них крупная нижняя цветковая чешуя, вторая — верхняя цветковая чешуя. Также в цветке имеются две цветковые пленочки (лодикулы), итого получается четыре лепестка. Имеются три тычинки с пыльниками и один пестик с двумя мохнатыми рыльцами.
Различают твердые и мягкие сорта пшеницы, причем для человека больше полезны первые. У твердой пшеницы зерновка плотная, на разрезе блестящая, словно стекло. Твердая пшеница тетраплоидна, нуждается в питательных почвах и тепле. Мягкая пшеница имеет зерновку рыхлую и мучнистую. Она гексаплоидна, менее требовательна к почве и теплу, к тому же скороспелая, поэтому возделывается в огромных объемах.
Фазы развития пшеницы
1. Появление всходов.
3. Выход в трубку (в это время происходит интенсивный рост побегов).
6. Созревание зерновок (первая стадия зрелости — молочная спелость, вторая — восковая спелость).
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - подготовка к ОГЭ по биологии онлайн
Читайте также: