Предмет, задачи и методы ботаники как науки. Разделы ботаники. Взаимосвязь ботаники с другими науками.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №1

Ботаника - это наука о растениях. Она всесторонне изучает строение, жизненные функции, распространение, происхождение, эволюцию растений на разных уровнях их организации. Предметом ботаники являются растения, особенности их строения и жизнедеятельности.

Морфология - раздел ботаники о внешнем и внутреннем строении органов растений и становлении структур органов в процессе эволюции.

Макроскопическая морфология изучает то, что можно увидеть невооруженным глазом; к ней относится органография- учение об органах растения.

То, что можно увидеть с помощью микроскопа, изучает микроскопическая морфология. К ней относятся: цитология - учение о клетке; гистология - учение о тканях; анатомия - учение о строении внутренних органов растения; эмбриология- учение об образовании и закономерностях развития растения. Позже выделились такие разделы ботаники, как систематика, изучающая классификацию растений; геоботаника - наука о растительных сообществах; география растений, изучающая распределение растений на земном шаре; экология растений, рассматривающая взаимодействие растений с окружающей средой; палеоботаника, изучающая прежний облик растительности Земли. В ботанику входят и такие отпочковавшиеся от нее разделы, как микология (наука о грибах), альгология (наука о водорослях), фитопатология (наука о болезнях растений).

Физиология растений изучает жизнедеятельность. География растений – распространение растений и растительных сообществ на Земле. Экология растений изучает взаимосвязь растений с окруж.средой и друг с другом. Аутэкология-взаимодействие одного растения с окруж.средой. Синэкология-взаимодействие группы растений с окруж.средой.

Изучение растений ведется по нескольким уровням их организации. Наиболее древний уровень организации - молекулярный, определяющий критерии живой и неживой материи и отличия между ними. Следующий уровень - клеточный; на нем выявляются структура клетки, биохимические процессы и способы деления клеток. На организменномуровне изучают процессы, происходящие в особи, будь то одноклеточная водоросль, гриб или покрытосеменные растения, - с момента их зарождения до прекращения жизни. Онтогенез (индивидуальное развитие) изучает изменения, происходящие в течение всей жизни растения. Популяционно-видовой уровень характеризуется элементарной единицей - популяцией, т.е. совокупностью особей данного вида, населяющих определенную территорию и способных скрещиваться между собой. Биосферно-биогеоценотический уровень характеризуется биогеоценозом, являющимся его элементарной единицей. Биогеоценоз - это сложная система взаимодействия всего живого (растений, животных и микроорганизмов) с элементами неживой природы (атмосферы, гидросферы и литосферы).

Ботаника тесно связана с другими науками – с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику. С химией через биохимию и физиологию. С почвоведением и физ.географией – через экологию и геоботанику.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №2

Клетка - элементарная единица живого. Строение и функции клетки.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №3

Экзаменационный билет № 4

Экзаменационный билет № 5

Билет №6.

Билет №7.

1. Цветок . Строение и функции . Диаграмма и формулы цветка :

Цветок-орган семенного размножениях покрытосеменных растений . Он представляет собой видоизменённый укорочённый спороносный побег ограниченного роста ,приспособленный для образования микро- и мегаспор , гамет и для перекрёстного опыления. От шишки голосеменных растений цветок отличается тем , что у него в результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика, а не на семязачаток непосредственно, а при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи .

По месторасположению цветок бывает верхушечным или боковым , т.е. выходящими из пазухи прицветного листа . Цветок состоит из стеблевой части (цветоножка, цветоложе), листовой части ( чашелистики , лепестки ),и генеративной части ( тычинки , пестики ). Цветок прикрепляется к стеблю посредством цветоножки . Если цветоножка укорочена или отсутствует , то цветок называется сидячим . Верхняя расширенная часть цветоножки , к которой прикрепляются все части цветка , называется цветоложем . Цветоложе имеет различную форуму - плоское (пион) , выпуклое полушаровидное ( лютик) , удлиненное коническое ( магнолия , горицвет , малина , земляника ),вогнутое ( миндаль ). У некоторых растений в результате срастания цветоложа и нижних частей Покрова и тычинок образуется гипантий. Гипантий имеет различную форму : блюдцевидную (смородина Альпийская ), шаровидную (роза морщинистая ), кувшинчатую( роза коричная ), бокаловидную ( мушмула Японская ) , воронковидную (вишня мелкоплодная ). Гипантий участвует иногда в образовании плода (шиповник ), и характерен для представителей семейства розовые .

Одни части цветка считаются стерильными-чашелистики, лепестки , а другие репродуктивными - пестики , и тычинки . Стерильные части выполняют защитную функцию и иногда могут частично или полностью отсутствовать , а репродуктивные приспособились к спороношению. Цветок , содержащий тычинки и пестики считается обоеполым . Большинству покрытосеменных, свойственны обоеполые цветки . Однако цветки могут быть однополыми , содержащими или только тычинки , или только пестик.

У однодомных растений однополые цветки могут находиться на одном экземпляре(кукуруза , дуб, огурец ) ; у двудомных растений ( крапива двудомная , тополь, осина ) тычиночные и пестичные цветки -на разных экземплярах.

При составлении формулы употребляют следующие обозначения: Р - простой околоцветник (perianthiutn) ; Ca (или К) - чашечка (calyx) ; Со (или С) - венчик (corolla) ; A - андроцей (androeceum) ; G - гинецей (gynoeceum) ; знак *, помещаемый в начале формулы, указывает на актиноморфность цветка; стрелка вверх - на его зигоморфность . Обоеполый цветок , обозначается знаком, обозначенным на рис. 222 , А; мужской - на рис. 222 , Б; женский - на рис. 222 , В. Знак "+" указывает на расположение частей цветка в двух или нескольких кругах либо на то, что части, разделенные этим знаком, противостоят друг другу. Скобки означают срастание частей цветка. Цифра рядом с символом указывает на количество членов данной части цветка; черта под цифрой, обозначающей число плодолистиков в гинецее , свидетельствует о том, что завязь верхняя; черта над цифрой - завязь нижняя; черта от цифры - полунижняя завязь. Большое и неопределенное число членов обозначается знаком бесконечность.

Цветки имеют также условные обозначения : обоеполый( это указание в формуле обычно опускают ),пестичный, тычиночный , * актиноморфный , | зигоморфный ( значки ставятся перед символом )

Са5Со5А∞G1 - вишня

*Са5Со5А∞G(3-5) - яблоня

*Са5Со5А∞G∞ - малина

( Isoetopsida).

2. Общая х-ка класса Lycopodiopsida на примере Lycopodium clavatum.

до настоящего времени сохранились один порядок (Lycopodiales), одно семейство (Lycopodiaceae), представленное двумя родами, из которых наиболее значим род плаун ( Lycopodium). Род плаун ( Lycopodium)насчитывает около 200 видов , распространенных от арктических областей до тропиков. Типичным представителем зеленомошных хвойных лесов умеренного пояса Северного полушарии является плаун булавовидный (Lycopodium clavatum) . Ползучий, дихатомически ветвящийся побег этого вечнозеленого многолетнего травянистого растения достигает 3 м длины. Стебель густо покрыт мелкими линейно-ланцентными листьями. От стебля отходят тонкие придаточные корни, а вверх- дихатомически ветвящиеся вертикальные невысокие побеги. На верхушках побегов к середине лета появляются спороносные колоски булавовидной формы, как правило, по два на одной ножке. Колосок состоит из споролистиков( спорофиллов), прикрепляющихся к оси и имеющих на верхней стороне почкообразные спорангии на короткой ножке. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Морфологически и физиологически все споры одинаковы(изоспоры): они имеют округло-тетраэдрическую форму, покрыты толстой желтой оболочкой. Споры высыпаются из спорангия и при благоприятных условиях прорастают в маленький заросток- обоеполый клубеньковый формы гаметофит, лишенный хлорофилла. В клетки заростка внедряются гифы грибов. В присутствии гиф почвенного гриба гаметофит, питаясь сапрофитно, медленно растет и развивается в течение 12-17 лет. На верхней стороне гаметофита образуются многочисленные антеридии и архегонии, погруженные в ткань заростка, и только шейки архегониев выдаются наружу. Оплодотворение яйцеклетки, находящейся в архегонии, двужгутиковым сперматозоидом происходит в капельно-жидкой среде. После оплодотворения из зиготы образуется зародыш спорофита, развивающийся в брюшке архегония , а из него- взрослое растение. Взрослое растение плауна является спорофитом и представляет собой бесполое поколение. Некоторые виды плауна содержат парализующий яд, сходный по своему действию с ядом кураре.

Билет №8.

1. Особенности размножения Bryophyta на примере Marchantia polymorpha

Органы полового размножения размещаются на особых подставках и возвышаются над слоевищем. У мужских гаметофитов имеются подставки в виде восьми лопастных дисков, сидящих на ножке. На верхней стороне дисков находятся отверстия, ведущие в антеридии с двужгутиковыми сперматозоидами. На женских гаметофитах подставки имеют вид многолучевой звезды; между лучами подставки группами( шейкой вниз) расположены архегонии, прикрытые покрывальцем – перианцие. Имеется общее покрывальце перихеций. После оплодотворения из зиготы развивается спорангий в виде овальной коробочки, сидящей на очень короткой ножке. Внутри коробочки в результате мейоза образуются гаплоидные, но физиологически разные споры. К моменту созревания спор коробочки лопаются и споры высыпаются. Споры ,выпадающие их спорангия, сначала дают пластинчатую слабо развитую протонему, из которой развивается новый гаметофит. Также имеется вегетативное размножение, осуществляющееся выводковыми почками, образующимися в выводковых корзиночках на слоевищах.

2. Опыление цветковых растений . Приспособление к различным типам опыления :

Для образования зародыша , должно произойти опыление и оплодотворение . Опыление -это процесс переноса пыльцы с тычинки на рыльце пестика . Опыление впервые появилось у голосеменных растений, но наибольшего совершенства достигает у покрытосеменных.

Различают два типа опыления : самоопыление , и перекрёстное опыление . При самоопылении на пестик цветка попадает пыльца того же растения ; если перенос пыльцы осуществляешься между цветками разных особей , то происходит перекрёстное опыление . Считается , что оно свойственно 90% растений . Перекрёстное опыление обуславливает высокий уровень гетерозиготности популяций . Это создаёт большие возможности для естественного отбора . Строгое самоопыление встречается относительно редко ( например , у гороха ) и может вести к расщеплению вида на ряд чистых линий , т.е. делает популяции гомозиготными.

Для эволюционного процесса считается оптимальным сочетание самоопыления и перекрёстного опыления , что чаще всего и имеет место в природе . Одна из форм ограничивающихся самоопыление-, двудомность, т.е. на одних растениях развиваются только мужские цветки (тычиночные ) , а на других женские ( пестичные ) , имеющие только гинецей . Однодомные растения имеют цветки содержащие и андроцей, и гинецей . Другая форма , ограничивающая самоопыление - полная и физиологическая несовместимость . Она выражается в подавлении прорастания пыльцы на рыльце пестика той же особи .

Выделяют два типа перекрёстного опыления-биотическое и абиотическое. Биотическое опыление осуществляется животными , абиотическое- с помощью неживых факторов внешней среды ( ветер , вода у водных растений )

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12

1.Условия прорастания семян.

Цветковые растения размножаются семенами , созревающими внутри плода . Однако во многих случаях, семена распространяются , не отделяясь от околоплодника. В таких случаях посевным материалом оказываются не семена , а плоды или их части . Если плоды срастаются между собой , то посевной материал морфологически представляет собой соплодие .

Для прорастания семян обязателен период пониженных температур . Для более быстрого проращивания в условиях культуры семена таких растений подвергают стратификации -длительному выдерживанию при низкой температуре, во влажной среде и в условиях хорошей аэрации . Иногда покровы семени бывают водонепроницаемы . Такие семена подвергают скарификации -искусственному нарушению целостности покровов семени перетиранием, надрезанием, пропусканием через металлические щетки . Прорастанию семени предшествует его набухание -процесс связанный с поглощением большого количества воды и обводнением тканей семени.

Для прорастания семян необходимы вода ( ткани зрелых семян сильно обезвожены ) ,кислород для дыхания т определенная температура ,а иногда свет . Прорастание семян - это переход их от состояния покоя к росту зародыша и формированию проростка .

Надземное прорастание :

Семядоли выносятся на поверхность , зеленеют и становятся первыми ассимилирующими листьями . Вынос семядолей над почвой у двудольных чаще происходит за счёт удлинения гипокотиля ( фасоль, тыква , клён ) , либо в результате разрастания черешков семядолей ( аконит ).Подземное прорастание:

Семядоли, как правило , сморщиваются и отмирают не выходя на поверхность , а остаются в почве и служат либо вместилищем запасных питательных веществ , либо гаусторием, передающим их из запасающих тканей проростку ( горох , дуб, пшеница , кукуруза ) , а первыми ассимилирующими листьями становятся следующие за семядолями настоящие листья . При подземном прорастании рост гипокотиля ограничен , и побег сразу начинает расти вверх .

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14

Билет№15

Билет№16

Билет№17

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 18

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 19

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 20

1.Описать жизненный цикл Pinóphyta на примере сосны обыкновенной Pinus silvestris.

Жизненный цикл голосеменных рассмотрим на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Спорофит — дерево высотой до 50 м, достигающее возраста 400 лет. Ветвление боковое. Ствол хорошо выражен, на нем мутовками располагаются боковые ветви. Нарастание побегов моноподиальное. Побеги покрыты бурыми чешуевидными листьями. В пазухах их расположены сильно укороченные побеги, несущие по два игольчатых листа. Игольчатые листья, или хвоя, в сечении имеют плосковыпуклую форму, в центре расположены два проводящих пучка. Спорообразование начинается примерно на 30 - 40-м году жизни, при свободном стоянии — через 15-20 лет. Спорофиллы собраны в шишки двух видов, резко различающиеся между собой, но образующиеся на одном растении: мужские, расположенные группами, и женские — одиночные.

Мужская шишка имеет ось, к которой прикреплены чешуи — микроспорофиллы. На нижней стороне чешуй находится по два микроспорангия. В них в результате мейоза из клеток спорогенной ткани возникают многочисленные тетрады гаплоидных микроспор, одевающихся наружной плотной оболочкой (экзиной) за счет материала клеток, выстилающих микроспорангии. Экзина относительно толстая, слоистая. Образующаяся позднее интина (внутренняя оболочка микроспоры) тонкая и нежная, состоит из пектиновых веществ. У сосны и большинства других хвойных экзина отстает от интины, образуя два воздушных мешка. Увеличивая поверхность пыльцы, они способствуют переносу ее ветром, а при попадании пылинки в жидкость, выделяемую микропиле, играют роль поплавков, ориентирующих ее в нужном направлении.

Из зиготы развиваются подвесок и зародыш. Клетки подвеска сильно вытягиваются и проталкивают формирующийся зародыш внутрь ткани женского гаметофита, которая к этому времени накапливает запас питательных веществ. Ее называют первичным эндоспермом. Семязачаток после оплодотворения превращается в семя. В семени зародыш окружен эндоспермом, к которому прилегает тонкая пленка — остаток нуцеллуса. Снаружи семя покрыто твердой кожурой, возникшей из интегумента. Кожура и пленка образовались из тканей мегаспорангия, они имеют диплоидный набор хромосом. Эндосперм - вегетативная часть гаметофита, он гаплоидный, а зародыш — новое поколение спорофита — имеет диплоидный набор хромосом. Сформировавшийся зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей и почечки. Семя сосны снабжено легким крылышком, образовавшимся из тканей семенной чешуи.

Семена созревают через полтора года после опыления. К этому времени шишки из зеленых становятся бурыми, в солнечные дни в конце зимы чешуи их раздвигаются и семена высыпаются. Благодаря крыловидным придаткам семена разносятся ветром на большие расстояния. Весной семена прорастают и дают новые сосны.

Билет№21

1.Строение мужской и женской шишки на примере Pinus silvestris

Если женские шишки находятся на верхушке молодого побега, то мужские – у основания. В отличие от женских, мужские шишки сосны более мелкие, овальной формы, желтого цвета и сосредоточены в тесных группах.

Строение женской шишки сосны
Весной на верхушках молодых побегов можно увидеть маленькие красноватые шишки. Это женские шишки. Женская шишка состоит из оси, или стержень, на котором располагаются чешуи. На чешуях женских шишек ничем не защищённые, как голые (отсюда название – голосеменные), лежат семязачатки, в каждом из них образуется яйцеклетка.

Строение мужской шишки сосны
На тех же ветках, на которых расположены женские, находятся и мужские шишки. Они располагаются не на верхушке молодого побега, а у их основания. Мужские шишки мелкие, овальные, жёлтые и собраны в тесные группы.

Каждая мужская шишка состоит из оси, на которой также расположены чешуйки. На нижней стороне каждой чешуйке по два пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца – совокупность пылинок, в которых позже образуются мужские половые клетки – спермии.

Строение зрелой шишки сосны
Оплодотворение у сосны происходит через год после попадания пыльцы на женские шишки. А высыпаются семена ещё через полгода, в конце зимы. К этому времени зрелая женская шишка становится бурого цвета и достигает 4-6 см.

Когда чешуи зрелой женской шишки раздвигаются, становится видно, что семена лежат попарно на верхней стороне чешуй, у их основания. Семена лежат, открыто, голо. Каждое семя сосны снабжено прозрачным пленчатым крылышком, обеспечивающее перенесение его ветром.

Билет№22

1.Характеристика Ginkgophyta(Гинкговые) на примере ginkgo biloba

Гинкговые(Ginkgopsida) Единственным современным представителем этого класса является реликтовое растение - Гинкго двулопастный (Ginkgo biloba). Это растение называют живым ископаемым, так как его ближайшие предки вымерли десятки миллионов лет назад. В диком состоянии после оледенений гинкго сохранилось только в Китае (Сычуань), но широко культивируется как декоративное дерево в парках внетропической зоны. Это высокое листопадное дерево, достигающее в высоту 40 м и в диаметре более 4,5 м. Листья черешковые, имеют характерную веерообразную листовидную пластинку с дихотомически ветвящимися жилками, ежегодно опадающие. Гинкго - двудомное растение. В пыльце гинкго во время ее прорастания образуются 2 подвижных много жгутиковых сперматозоида (а не 2 спермия, как у других голосеменных). На женских деревьях висят фактически семязачатки, а не семена. Пыльца в них попадает весной, а оплодотворение откладывается до поздней осени, когда семязачатки опадут. После опыления и оплодотворения сперматозоидами образуются семена - крупные, округлые, с сочным и мягким съедобным наружным покровом. Зародыш имеет 2 семядоли, которые при про- растании остаются в земле. В настоящее время гинкго известен в Китае; на Кавказе и в Крыму он разводится как декоративное растение. В генеративной сфере гинкго имеет определенное родство с саговниками, по строению листового аппарата - с папоротникообразными, по анатомии древесины - с хвойными. Наличие у сухопутных деревьев - саговников и гинкго - в половом процессе активно двигающихся в жидкой среде жгутиковых сперматозоидов эволюционно сближает их с высшими споровыми растениями. У других рассматриваемых представителей голосеменных растений мужские гаметы полностью утрачивают подвижность. Лечебные свойства гинкго билоба используются в современной медицине многих стран. Основным лекарственным сырьем являются листья гинкго билоба. Препараты на основе гинкголидов, выделенных из листьев гинкго, применяются при лечении некоторых сосудистых заболеваний — атеросклерозе,, для улучшения памяти, улучшения микроциркуляции крови в тканях и органах.

Билет№23

1)Класс Equisetophyta. Особенности строения и цикла размножения на примере Equisetum arvense

Шаровидная зеленая спора обмотана 4 пружинами - элатерами. При подсыхании элатеры раскручиваются, с их помощью споры сцепля- ются в крупные рыхлые комочки и лучше разносятся потоками воздуха. Попадая во влажную среду, споры прорастают целыми группами заростков, что увеличивает вероятность оплодотворения. Из физиологически различных спор развиваются разнополые гаметофиты. Заростки очень мелкие (всего несколько миллиметров), имеют вид небольших зеленых рассеченных пластинок с ризоидами. Через 3-5 недель на одних заростках созревают антеридии с многожгутиковыми сперматозоидами, на других - архегоний с яйцеклеткой. Во влажной среде происходит оплодотворение. Из образовавшейся зиготы развивается зародыш, а из него - взрослый спорофит .У разных видов хвощей строение побегов различное. Так, у хвоща полевого после рассеивания спор весенние неветвящиеся бесхлорофильные спороносные побеги отмирают, и на смену им вырастают летние зеленые ассимилирующие побеги .

Билет.

1. Особенности размножения Bryophyta на примере Polytrichum commune. Кукушкин лен – многолетнее, невысокое растение без корней (имеются ризоиды) и то неветвящимся, нитевидным, прямостоячим стеблем и очередными, шиловидными листочками, состоящими из 2-х слоев клеток ассимиляционной паренхимы. На верхушке стебля среди листочков формируются половые органы – антеридии и архегонии. Это растение является половым поколением – гаметофитом. Гаметофит кукущкина льна является двудомным: т.е. одни растения формируют архегонии и являются женскими особями; другие формируют антеридии и являются мужскими особями.Половой процесс моховидных возможен только при наличии капельно-жидкой воды.Из множества сперматозоидов только один сливается с яйцеклеткой и образуется диплоидная зигота – новый молодой организм на самой ранней стадии своего развития. Зигота многократно делится митозом, в результате формируется шаровидный комочек клеток образовательной ткани. Это все тот же новый молодой организм, но чуть старше и состоящий пока из клеток одной ткани. Со временем его клетки дифференцируются в зрелый организм, который будет размножаться бесполым путем с помощью спор, а потому и называется этот организм спорофит. Спорофит мхов не имеет обычных органов высшего растения. Он представляет собой овальное или шаровидное образование, состоящее из многоклеточной коробочки на ножке и прикрытой на верху крышечкой, и эту структуру мхов часто называют спорогоном. В 2-х гнездах коробочки сначала специализируются клетки спорогенной ткани, а потом эти клетки делятся мейозом и из них возникают гаплоидные споры – клетки бесполого размножения. Каждая спора представляет собой одну клетку с двумя оболочками – экзиной и интиной и содержит запас питательных веществ. После созревания спор крышечка открывается, и споры высыпаются наружу. От ветра коробочка на тонкой ножке колышется, что способствует лучшему высыпанию спор.

Билет.

1.Опыление цветковых растений. Приспособления к различным типам опыления.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №1

Предмет, задачи и методы ботаники как науки. Разделы ботаники. Взаимосвязь ботаники с другими науками.