Цель работы: изучить особенности вегетативных и генеративных органов растений основных семейств двудольных растений, познакомиться с типичными видами, характерными для средней полосы России.
Необходимые материалы и оборудование: лупы, препаровальные иглы, скальпели, живой демонстрационный материал, гербарные образцы.
Задания:
1. Рассмотреть гербарные образцы и живые растения, предложенные для определения. Составить характеристику вегетативных органов по плану морфологического описания.
2. Зарисовать цветущее растение.
3. Зарисовать цветок и составить его формулу.
4. Определить растение, кратко записывая путь определения.
Семейство Лютиковые – Ranunculaceae
Краткое описание семейства
Видовое разнообразие. Семейство насчитывает около 2000 видов и 50 родов. На территории России встречаются 400 видов и 40 родов.
Преимущественно в прохладных и влажных областях Северного полушария на разнообразных лугах, болотах, в лесах.
Жизненные формы. Преобладают многолетние травянистые растения, реже встречаются однолетники и полукустарники, водные растения (водный лютик), небольшие лианы с одревесневшим стеблем (клематис).
Листья простые или сложные, часто перисто- или пальчато-рассеченные, без прилистников, листорасположение очередное или супротивное.
Цветки :
1) актиноморфные (лютик - Ranunculus ) и зигоморфные (борец - Aconitum ), обоеполые;
2) околоцветник простой (калужница - Caltha ) или двойной (Ranunculus ), с постоянным или неопределенным количеством листочков околоцветника;
Есть виды с цветками, все части которых расположены по спирали (купальница (Trollius) - спиральные цветки), и есть виды с круговым размещением околоцветника и спиральным - андроцея и гинецея (Ranunculus - гемициклические цветки), и виды, у которых все части цветка расположены по кругам (водосбор (Aquilegia) - циклические цветки).
3) венчик – обычно желтый, белый или синий – яркий и привлекательный для опылителей. Некоторые виды (например, в роде василисник - Thalictrum ) опыляются ветром;
4) андроцей – неопределённое число тычинок, расположенных спирально. У водосбора тычинки расположены кругами;
5) гинецей – апокарпный , плодолистики (пестики) расположены по спирали, их число, как правило, неопределённое. Реже плодолистиков 3 (Aconitum ) или даже 1 (воронец – Actaea ). Завязь верхняя.
Формула цветка :
Лютик ползучий (Ranunculus repens ) (рис. 36 ) *Ca5Co5A∞G∞
Борец высокий (Aconitum excelsum ) Ca3Co6+2 нектарникаA∞G3
Калужница болотная (Caltha palustris ) *P5A∞G∞
Чистяк весенний (Ficaria verna ) *Ca3Co8-12A∞G∞
Лютиковые преимущественно энтомофильны, причем виды с зигоморфными цветками (Aconitum , живокость – Delphinium , консолида– Consolida ) опыляются насекомыми с длинными хоботками (например, шмелями). Реже встречаются анемофильные виды (род Thalictrum ).
Плод - многоорешек, многолистовка, сочная однолистовка. Переносятся на шкуре животных, встречается эндозоохория (проходят через пищеварительную систему, не теряя всхожесть). У некоторых растений плоды разносятся ветром (анемохория).
Представители. Среди лютиковых, встречающихся на территории Московской и сопредельных областей, есть эфемероиды (ветреница лютиковая (Anemone ranunculoides ), ветреница дубравная (A. nemorosa ), чистяк весенний (Ficaria verna ) – многолетние травянистые поликарпические растения, ежегодняя вегетация которых продолжается не более 1,5-2 месяцев. Большую часть года эти растения проводят в состоянии покоя в виде корневищ или клубней.
Большинство лютиковых ядовито в связи с накоплением ядовитых алкалоидов. Есть декоративные красивоцветущие растения: ломонос (Clematis ), Aquilegia , Delphinium , Consolida , Trollius и др.
Семейство Розоцветные – Rosaceae
Краткое описание семейства
Видовое разнообразие. Семейство насчитывает около 3000 видов и 100 родов (в России - 560 видов, 45 родов).
Географическое распространение. Представители семейства распространены по всему земному шару, особенно широко - в умеренной и субтропической областях Северного полушария.
Жизненные формы. Листопадные деревья и кустарники, многолетние (реже - однолетние) травы.
Особенности вегетативных органов. Стебель округлый, листья очерёдные, простые или сложные, часто с прилистниками.
5) Особенности генеративных органов . Соцветия – кисть, щиток, простой зонтик и пр. или одиночные.
Цветки :
1) актиноморфные, обоеполые;
2) околоцветник двойной пятичленный;
3)чашечка из 4-5 зеленых свободных чашелистиков, иногда выражено подчашие;
4) венчик – свободнолепестный из 4-5 лепестков белого, желтого, розового цвета. Лепестки чередуются с чашелистиками;
5) андроцей – циклический в 3 и более кругах по 5 или 10 тычинок в каждом;
6) гинецей – апокарпный или синкарпный. Завязь верхняя, нижняя или полунижняя. Циклический или спиральный. Число плодолистиков от 1 до многих. Между андроцеем и гинецеем может развиваться нектароносный валик.
Цветки у Розоцветных преимущественно энтомофильные, реже анемофильные. Для некоторых родов характерен апомиксис (образование зародыша без оплодотворения) (лапчатка – Potentilla , манжетка - Alchemilla , шиповник - Rosa ).
Формула цветка : зависит от подсемейства (см. далее).
Плод – А) апокарпный - многолистовка, многоорешек, многокостянка, фрага (земляничина - с сочным разросшимся цветоложем); Б) монокарпный - костянка, В) ценокарпный - яблоко.
Семена без эндосперма.
В зависимости от строения цветка и плода розоцветные делятся на 4 подсемейства:
Спирейные (Spiraeoideae ) – гинецей апокарпный, 5-8 плодолистиков, завязь верхняя, без подчашия, плод - многолистовка. Представители: таволга - Filipendula , спирея – Spiraea.
Формула цветка: таволга вязолистная (Filipendula ulmaria ) - *Ca(5)Co5A∞G6-10 .
Розовые (Rosoideae ) - гинецей апокарпный или монокарпный, плодолистиков от 3 до многих, завязь верхняя, есть подчашие, плод - многоорешек, земляничина, многокостянка, цинородий (у Rosa ). Представители – Potentilla (рис. 37 ), земляника - Fragaria , Rosa , малина – Rubus idaeus.
Формула цветка: сабельник болотный (Comarum palustre ) - *Ca(5)Co5A∞G∞ .
Яблоневые (Maloideae ) – гинецей ценокарпный, 5-8 плодолистиков, завязь нижняя, без подчашия, плод - яблоко. Представители – яблоня - Malus , груша - Pyrus , японская айва – Chaenomeles.
Формула цветка: яблоня лесная (Malus sylvestris ) - *Ca(5)Co5A∞G(5).
Сливовые (Amygdaloideae ) – гинецей монокарпный, завязь верхняя, без подчашия, плод - однокостянка. Представители - черемуха, слива, вишня, абрикос. В семенах содержатся жирные масла и цианогенные гликозиды (отщепляют синильную кислоту). Представители: черемуха - Padus , вишня - Cerasus , слива - Prunus , абрикос – Armeniaca.
Формула цветка: черемуха (Padus avium ) - *Ca(5)Co5A20G1 .
Представители. Среди розоцветных множество плодовых и ягодных культурных растений (груша обыкновенная (Pyrus communis) , малина обыкновенная (Rubus idaeus ), слива домашняя (Prunus domestica ), яблоня домашняя (Malus domestica) и многие другие), декоративных видов (у розы, например, в мире разводят не менее 25 тысяч сортов и форм).
Семейство Бобовые – Fabaceae
Краткое описание семейства
Видовое разнообразие. Семейство насчитывает 12 000 видов из 450 родов (в России 750 видов из 55 родов).
Географическое распространение. Представители семейства встречаются практически во всех регионах земного шара.
Жизненные формы. Среди представителей семейства встречаются самые разнообразные жизненные формы: однолетние и многолетние травы, кустарники, деревья, часто встречаются лиановидные растения.
Особенности вегетативных органов. Стебель округлый. Характерны очерёдные (редко супротивные) листья с прилистниками. Листья чаще сложные (перистые, тройчатые, пальчатые), реже простые.
Особенности генеративных органов . Соцветия – мелкие цветки собраны в кисти, реже в головки, зонтики или колосья.
Цветки :
1) зигоморфные, обоеполые, среднего размера или мелкие;
2) околоцветник двойной;
3)чашечка из 5 сросшихся чашелистиков, зигоморфная или почти актиноморфная;
4) венчик – «мотыльковый», состоящий из крупного лепестка – «паруса» (или «флага»), двух свободных более мелких лепестков – «вёсел» и двух сросшихся лепестков, образующих «лодочку»;
5) андроцей – десять тычинок (редкое исключение – 5 или 9 тычинок). Нити девяти тычинок срастаются вокруг пестика в трубку, щель которой прикрыта несколько расширенной нитью десятой, свободной тычинки. При этом форма трубки имеет значение при определении. В одних случаях она срезана прямо, - тогда свободные концы тычиночных нитей имеют одинаковую длину – как у чины (Lathyrus ), в других случаях она срезана косо – как у горошка (Vicia ). Реже срастаются все 10 тычинок или, наоборот, все остаются свободными. Происходит из двух пятичленных кругов;
6) гинецей – монокарпный, завязь верхняя.
Формула цветка : Чина луговая (Lathyrus pratensis ) - Са(5)Со1+2+(2)А(5)+(4)+1G1
Цветки у Бобовых преимущественно энтомофильные, для ряда видов типично самоопыление (горох - Pisum ).
Плод - боб. Бобы у представителей семейства могут быть многосемянными или односемянными, вскрывающимися или невскрывающимися, сухими или сочными (реже). Семена без эндосперма.
Представители. Очень важной особенностью семейства является наличие на корнях клубеньков с азотфиксирующими бактериями. Благодаря этой особенности бобовые обогащают почву соединениями азота. Бобовые встречаются в самых разных условиях и различных растительных сообществах: на лугах – разные виды клевера (Trifolium ) (рис. 39 ), чина луговая (Lathyrus pratensis ), лядвенец рогатый (Lotus corniculatus ), горошек мышиный (Vicia cracca ) (рис. 38 ), горошек заборный (Vicia sepium ), в лесах – горошек лесной (Vicia sylvatica ), чина весенняя (Lathyrus vernus ), на полях как сорные – клевер пашенный (Trifolium arvense ), горошек четырёхсеменной (Vicia tetrasperma ). Широко используются декоративные бобовые – люпин многолистный (Lupinus polyphyllus ), карагана древовидная, или «жёлтая акация» (Caragana arborescens ). Из пищевых растений в средней полосе России чаще всего разводят горох (Pisum sativum ), фасоль (Phaseolus vulgaris ) и бобы (Vicia faba ).
Семейство Крестоцветные (Капустные) –
Используют формулы и диаграммы, которые дают наглядное представление о его строении.
Формула цветка - это условное обозначение строения цветка с помощью букв, цифр и знаков.
При составлении формулы употребляют следующие обозначения:
Ca - чашечка (Calyx );
Со - венчик (Corolla );
Р - простой околоцветник (Perigonium );
А - андроцей, совокупность тычинок (Androeceum );
G - гинецей, совокупность пестиков (Gynoeceum );
* - актиноморфный цветок;
Зигоморфный цветок;
? - обоеполый цветок (обычно он в формуле опускается);
? - женский (пестичный) цветок;
? - мужской (тычиночный) цветок;
() - скобки означают срастание частей цветка;
Плюс указывает на расположение частей цветка в двух или нескольких кругах (например, Р 3+3 - околоцветник простой, из 6 листочков, расположенных в два круга) либо на то, что части, разделенные этим знаком, отличаются друг от друга (А 1+(9) - андроцей состоит из одной свободной и девяти сросшихся тычинок);
Ca 5 - цифра рядом с символом указывает на количество членов данной части цветка (Са 5 - чашечка из 5 свободных чашелистиков);
∞ - если количество членов данной части цветка больше 12, то их число обозначается знаком бесконечности (например, А ∞ - число тычинок больше 12).
В формулах также отмечают тип завязи по расположению на цветоложе (верхняя, нижняя, средняя):
G 1 - черта над цифрой означает, что завязь нижняя;
G 1 - черта под цифрой - завязь верхняя;
G 1-- - черта от цифры - завязь полунижняя.
Примеры формул цветков приведены ниже.
* ? Са 4 Со 4 А 2+4 G (2) - формула цветка капусты огородной: актиноморфный, обоеполый; околоцветник двойной, в котором чашечка состоит из 4 свободных чашелистиков, венчик - из 4 свободных лепестков; андроцей имеет 4 длинные и 2 короткие тычинки (четырехсильный андроцей); гинецей простой, ценокарпный, образован 2 плодолистиками (1 пестик - из 2 плодолистиков), завязь верхняя.
? Са (5) Со (2+3) А 2+2 G (2) - формула цветка яснотки белой: зигоморфный, обоеполый; двойной околоцветник, в котором чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков, а венчик - из 5 сросшихся лепестков (2 лепестка образуют верхнюю губу, а 3 других лепестка - нижнюю губу); андроцей образован 4 свободными тычинками , из которых 2 длинные и 2 короткие (двусильный андроцей); гинецей простой, ценокарпный, образован 2 плодолистиками (1 пестик - из 2 плодолистиков), завязь верхняя.
* ? Р 3+3 А 3+3 G (3) - формула цветка лилии: актиноморфный, обоеполый; простой околоцветник состоит из 6 листочков, которые размещены по 3 в 2 круга (простой венчиковидный околоцветник); андроцей состоит из 6 свободных тычинок, расположенных по 3 в 2 круга; гинецей простой, ценокарпный, образован 3 плодолистиками (1 пестик - из 3 плодолистиков), завязь верхняя.
? Са (5) Со 1+2+(2) А (9)+1 G 1 - формула цветка гороха: зигоморфный, обоеполый; околоцветник двойной, в котором чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков, лепестки имеют различную форму и величину: один большой лепесток - парус, два свободных боковых - весла (крылья) и два сросшихся - лодочка (венчик мотылькового типа); андроцей состоит из 10 тычинок, из которых 9 сросшихся в трубку и 1 свободная - двубратственный андроцей; гинецей простой, монокарпный (1 пестик образован 1 плодолистиком), завязь верхняя.
Диаграмма цветка более наглядна, чем формула. Она представляет условную схематическую проекцию частей цветка на плоскость и отражает их число, относительные размеры и взаимное расположение, а также наличие срастаний (рис. 16, 17).
На диаграмме указывается расположение кроющего (прицветного) листа, прицветничков и оси соцветия или побега, несущего цветок. Прицветник, прицветнички и чашелистики изображаются скобками с килем (фигурными скобками) различного размера, лепестки - круглыми скобками, тычинки - в виде среза через пыльник или в виде затушеванного эллипса, гинецей - также в виде среза через завязь с прорисовкой места плацентации и семязачатков, через которые прошел срез.
Диаграмму проектируют так, чтобы кроющий лист находился внизу, ось соцветия - сверху, а между ними кругами условными знаками располагались части цветка. При срастании частей цветка в диаграмме условные знаки соединяются между собой линией.
Рис. 16. Построение диаграммы цветка:
1 - ось соцветия;
2 - прицветник;
3 - чашелистик;
4 - лепесток;
5 - тычинка;
6 - гинецей;
7 - кроющий лист.
Рис. 17. Диаграммы цветков:
А - магнолия (ациклический цветок); Б - смородина красная; В - горчица черная; Г - яснотка белая; Д - боб обыкновенный; Е - типичный цветок злаковых; 1 , 5 - чашечка; 2 - венчик; 3 , 8 - тычинки; 4 , 9 - гинецей; 6 - нижняя губа из 3 лепестков; 7 - верхняя губа из 2 лепестков; 10 - парус; 11 - весла; 12 - лодочка; 13 - двубратственный андроцей; 14 - нижняя цветковая чешуя; 15 - верхняя цветковая чешуя; 16 - лодикулы
трубка (из Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин, 1969 г.)
Вопросы для самоконтроля
1 Что представляет собой андроцей; какие типы андроцея характерны для растений?
2 Каково строение тычинки; ее составляющих?
3 Дайте определения понятиям: гинецей, пестик, плодолистик.
4 Какие существуют типы гинецея и плацентации?
5 Как устроен семязачаток?
Литература
1 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин. – Мн. : Высшая школа, 1997. – С. 291 – 295.
2 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений:
4 Киселева, Н. С., Атлас по анатомии растений / Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин; под ред. С. В. Калишевича. – Мн. : Вышэйш. школа, 1969.
– С. 237 – 261.
Тема 17 Цветок
1 Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens L.)
2 Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea (L.) Ker.- Gawl.)
3 Строение цветка картофеля (Solarium tuberosum L.)
4 Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum L.)
5 Строение цветка нивяника обыкновенного (Leucanthemum vulgare Lam.)
6 Строение цветка осоки пузырчатой (Саrех vesicaria L.) 7 Строение цветка ржи посевной(Secale cereale L.)
Основные понятия по теме
Цветок представляет собой орган размножения у покрытосеменных. Исключительность цветка как особой морфологической структуры в следующем (рисунок 17.1, А): в нем полностью совмещаются все процессы бесполого и полового размножения. В обоеполом цветке осуществляются микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение и развитие зародыша. Завершается развитие цветка образованием плода с семенами. Благодаря особенностям строения цветок осуществляет все эти функции с наименьшим расходованием пластических веществ и энергии.
По расположению цветок бывает верхушечным и боковым . Участок между кроющим листом и цветком называютцветоножкой . На ней располагаются маленькие листочки (два -у двудольных, один -у однодольных) –предлистья , илиприцветнички . Цветки, не имеющие цветоножки, называютсясидячими.
В самом цветке различают ось, или цветоложе , и располагающиеся на нем листочки околоцветника;тычинки (андроцей);пестики (гинецей), состоящие из одного или из нескольких плодолистиков. В завязи пестика находятсясемязачатки (семяпочки). После опыления и оплодотворения завязь превращается в плод, а семязачатки – в семена.
Цветоложе бывает выпуклым, вытянутым, плоским и вогнутым (рисунок 17.1, Б). Элементы цветка могут располагаться на нем спирально (спиральные , илиациклические , цветки) либо кругами – мутовками (циклические , иликруговые , цветки). У некоторых цветков наружные элементы располагаются на цветоложе по кругу, а внутренние – по спирали. Такие цветки называютсяполукруговыми или
гемициклическими.
Разросшуюся между околоцветником и гинецеем часть цветоложа называют тором . У ряда цветков в результате срастания цветоложа,
нижних частей околоцветника и андроцея образуется особая структура – гипантий (у растений семейства розоцветных, у многих видов бобовых).
Рисунок 17.1 – Морфология цветка: А – обобщенная схема строения: (1 – пестик: а – завязь; б – столбик; в – рыльце; г – плацента; д – семязачаток; 2 – тычинка: е – тычиночная нить; ж – связник; з – пыльник; и – тетрады спор; 3 – нектарник; 4 – стаминодий; 5– венчик: к – лепесток;б – чашечка; 7 – подчашие, 8 – цветоложе; 9 – цветоножка: 10 – прицветник; 11– прицветничек); Б – форма цветоложа (а – вогнутое – у шиповника; б – плоское – у пиона; в – выпуклое – у лютика); В – типы околоцветника (а – простой – у ландыша; б – без околоцветника – у ясеня; в – двойной – у сливы); Г– симметрия цветка (а – актиноморфный – у герани; б – зигоморфный – у фиалки трехцветной; в – асимметричный – у канны); Д – лепестки (а – ноготок; б – пластинка; е – чешуйка, прикрывающая нектарную ямку); Е – некоторые формы сростнолепестных венчиков (а – колесовидный – у вербейника; б – воронковидный – у табака; в –колокольчатый – у ряда однодольных; г – трубчатый – у подсолнечника; д – трубчатый с блюдцевидным отгибом
Цветок, в котором завязь свободная, ни с чем не срастается, а все элементы располагаются на цветоложе ниже ее, называют подпестичным, с верхней завязью (рисунок 17.2, Г, а). Если элементы цветка располагаются над завязью и их нижние части срастаются с ее наружной стенкой, завязь называют нижней (рисунок 17.2, Г, г, д), а сам цветок– надпестичным , поскольку все его элементы прикрепляются к цветоложу на уровне верхушки завязи.
Средней является завязь (рисунок 17.2, Г, б, в), располагающаяся на дне вогнутого, расширенного или кувшинообразного цветоложа (гипантия), но не срастающаяся с ним. Цветок в данном случае называютоколопестичным . Различают ещеполунижнюю завязь (рисунок 17.2, Г, е), когда нижняя ее половина срастается с другими частями цветка. Цветок в таком случае называютполунадпестичным.
Различают стерильные элементы цветка (околоцветник) и фертильные, или репродуктивные (андроцей и гинецей).
Околоцветник, состоящий из чашелистиков (чашечка) и лепестков (венчик) цветка, называется гетерохламидным (двойным), а из одинаковых, не дифференцированных на чашечку и венчик листочков – гомохламидным (простым). Околоцветник может быть такого же цвета, как венчик (венчиковидный) или как чашечка (чашечковидный простой околоцветник). У некоторых растений околоцветника нет. Такие цветки (голые) называются апохламидными. Предполагается, что отсутствие околоцветника - это приспособление к ветроопылению (рисунок 17.1, В).
По околоцветнику определяют симметрию цветка. У правильного, или актиноморфного , цветка несколько плоскостей симметрии; у мо-
носимметричного, или зигоморфного , – одна; уасимметричного – ни одной (рисунок 17.1, Г).
Чашечка бывает свободной (раздельнолистная) или сросшейся на большем либо меньшем протяжении (сростнолистная). В последней различают трубку и зубцы или лопасти (в зависимости от характера и степени срастания чашелистиков). В зависимости от формы трубки различают трубчатую, колокольчатую, воронковидную чашечки.
Венчик образует внутреннюю часть двойного околоцветника. Однако у некоторых растений он полностью редуцирован, и в таких случаях его функции выполняет чашечка.
Различают сростнолепестные и раздельнолепестные венчики. У последних пластинка лепестка чаще бывает недифференцированная, но иногда четко подразделяется на две части (рисунок 17.1, Д): нижнюю суженную (ноготок) и верхнюю расширенную (собственно пластинка). В месте перехода ноготка в пластинку, на внутренней стороне лепестка часто развиваются выросты. В совокупности они образуют привенчик, или коронку.
Рисунок 17.2 – Гинецей: А– моркови; Б– ивы; В– мака; 1– завязь; 2– столбик; 3– рыльце; Г – типы завязи (а - верхняя; б, в– средняя; г, д– нижняя; е– полунижняя); Д– типы гинецея и плацентации {вверху– типы генецея; внизу– поперечные срезы гинецея): а– апокарпный, трехпестичный гинецей с краевой плацентацией; б– пестик, образованный одним плодолистиком, плацентация краевая; в– д – ценокарпные гинецеи:
в – синкарпный трехгнездный с центрально-угловой плацентацией;
г – паракарпный с постенной плацентацией; д– лизикарпный с
ложноосевой плацентацией (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002)
Сростнолепестный венчик свойственен, как правило, насекомоопыляемым цветкам. В нем различают нижнюю сросшуюся часть (трубка) и верхнюю расширенную (отгиб). Место перехода трубки в
отгиб называется зевом (рисунок 17.1, Е, д). В зеве иногда формируются различного рода выросты и придатки. У цветков растений семейств лютиковых, маковых, фиалковых, орхидных и других имеется шпорец - полый орган, образующийся из лепестка или листочка простого околоцветника в связи со специализированным их опылением. Стенка шпорца или находящиеся внутри него нектарники выделяют нектар.
Практическое занятие 17
Цель: изучить закономерности расположения разных элементов цветка. Рассмотреть особенности внешнего строения чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков в различных цветках. Познакомиться с разными типами цветков (по строению околоцветника, андроцея, гинецея).
Материалы и оборудование: живые и фиксированные цветки следующих растений (лютика ползучего, гусиного лука желтого, гороха посевного, нивяника обыкновенного, ржи посевной, осок,); динамичный макет цветка; бинокуляры; лупы; пинцеты; препарировальные иглы; предметные стекла; фильтровальная бумага.
Работа 1 Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens)
Ход работы
Цветки одиночные или собраны в цимозные соцветия, гемициклические, актиноморфные, с двойным околоцветником (рисунок17.3). Цветоложе выпуклое. Чашечка состоит из 5 слегка отстоящих от венчика голых или снаружи опушенных, продолговатых, заостренных чашелистиков. Венчик состоит из пяти обратноширокояйцевидных золотисто-желтых лепестков, в основании - с нектарной ямкой, прикрытой чешуйкой. Тычинки многочисленные, в виде тонких, слегка расширяющихся книзу длинных нитей; пыльники неподвижные овальные. Пестики мелкие, многочисленные, округлотреугольные, стилодии небольшие, прямые, завязи слегка опушенные.
Формула: * Са 5 Со5 А∞ G∞
Рисунок 17.3 – Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens) : А – верхняя часть растения; Б – цветок в продольном разрезе; В – лепесток (1); Г – тычинка (2); Д – пестик (3); Е – гинецей; Ж – плодикорешек; 3 – поперечный срез завязи; И – диаграмма цветка; 4 – чашелистики; 5 – цветоложе; б – цветоножка; 7 – чешуйка, прикрывающая нектарную ямку; 8 – тычиночная нить; 9 – пыльник; 10 – рыльце; 11 – завязь; 12 – семязачаток (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002)
Зарисовать: 1) общий вид цветка со стороны цветоножки; 2) лепесток с внутренней стороны, отобразив нектарную ямку, прикрытую чешуйками; 3)продольный разрез цветка, отобразив выпуклое цветоложе, многочисленные тычинки и пестики, околоцветник; 4) тычинку; 5) пестик; 6) диаграмму цветка, составить его формулу.
Работа 2 Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea
(L.) Ker.-Gawl.)
Ход работы
Цветки собраны в немногоцветковые зонтиковидные соцветия, реже
– одиночные. Околоцветник простой (рисунок 17.4), состоит из шести ланцетовидных, бледно-желтых, снаружи зеленоватых листочков с
нектарной ямкой при основании. Листочки наружного круга обычно несколько длиннее листочков внутреннего круга. Тычинок 6, они короче листочков околоцветника, неподвижные, продолговатые или линейнопродолговатые. Тычиночные нити плоские, расширяются книзу. Завязь трехгнездная, с многочисленными семяпочками. Столбик трехгранный, с головчатым или слаботрехлопастным рыльцем. Формула: * Р 3+3 А3+3 G(3)
Зарисовать: 1) общий вид цветка; 2) диаграмму цветка, составить его формулу.
Рисунок 17.4 – Строение цветка гусиного лука желтого(Gagea lutea) : А– общий вид; Б– листочки околоцветника; В– цветок без околоцветника;
Л – проводящие пучки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002)
Работа 3 Строение цветка картофеля (Solarium tuberosum L.)
Ход работы
Цветки группируются по 10 – 20 и образуют двойные завитки. В середине почти плоского, широко открытого цветка (рисунок 17.5) возвышаются конусообразно сложенные тычинки. Чашечка сростнолистная, пятичленная; трубка ее короткая. Венчик плоский, колесовидный, состоит из 5 сросшихся лепестков; трубка его очень короткая, с приросшими внизу, поочередно с лопастями, тычинками. На верхушке пыльника тычинки вскрываются и в результате образуются отверстия. Гинецей ценокарпный, состоит из 2 сросшихся плодолистиков.
Завязь верхняя, двугнездная. Столбик один; рыльце у него головчатое. Семязачатки многочисленные.
Формула: *Са (5) Со(5) А(5) G(2)
Зарисовать: 1) общий вид цветка, отобразив возвышающиеся тычинки; 2) колесовидный венчик; 3) тычинку; 4) поперечный срез завязи; 5) диаграмму цветка, составить его формулу.
Рисунок 17.5 – Цветок картофеля (Solarium tuberosum) : А – цветущая ветка; В – продольный разрез цветка, В – тычинки; У – диаграмма цветка (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002)
Работа 4 Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum L.)
Ход работы
Цветок зигоморфный, пятикруговой. Чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков с зубчиками. Венчик мотылькового типа, также состоит из 5 свободных, белых, резко различающихся лепестков. Самый большой верхний непарный лепесток называется парусом или флагом; два боковых – веслами или крыльями; два нижних, сросшихся верхними краями, – лодочкой. В цветке 10 тычинок; 9 из них срослись нижними частями своих тычиночных нитей и образовали тычиночную трубку,
В семейство лютиков входит много разнообразных по внешнему виду и строению растений, распространенных преимущественно в странах с умеренным и холодным климатом. Встречаются они и на высокогорных пастбищах. Семейство лютиковые, общая характеристика и описание представителей которого представлены далее, включает в себя как так и лекарственные и декоративные. Некоторые виды занесены в Красную книгу.
Семейство лютиковые: общая характеристика
Основные признаки лютиковых касаются внешних признаков и особенностей строения органов. В частности, среди представителей преобладают многолетние имеющие очередные листья без прилистников.
Семейство лютиков относится к цветам, то есть к цветковым как правило, правильные, обоеполые. Наиболее часто встречаются цветки пятерного типа, но бывают случаи отклонений числа чашелистиков и лепестков. Характерно большое количество тычинок и пестиков.
Цветоложе соединяется с тычинками и околоцветником под пестиком. Крепление свободное. Венчиковидный околоцветник может быть двойным или простым, порой лепестки могут превращаться в нектарники.
Семейство лютиков характеризуется перекрестным опылением. Самоопыление - редкое явление. Тип плодов - семянка или листовка.
Распространение
Лютики произрастают практически повсеместно. Луга, поля, леса - все это места обитания представителей семейства. Многие лютиковые обладают ядовитыми свойствами. Способны нанести вред пищеварительной, кровеносной системе как человека, так и животных. Характерными признаками отравления являются рвота, жидкий стул, колики, судороги, замедление пульса. Если животное съест слишком много лютиков, то это может привести к летальному исходу, который наступает через 6-12 часов после появления судорог. Важно, что при высушивании ядовитые свойства теряются.
Значение
Семейство лютиков достаточно многочисленное, причем некоторые растения высоко ценятся в садоводстве (пион, аконит, ломонос). Есть среди представителей и лекарственные растения, например, который используется при лечении сердечных заболеваний. Одним из самых ранних весенних цветов является лютик золотистый, а на лугах можно встретить лютик ползучий.
Род лютики - самый многочисленный
Этот род по сути и составляет почти все семейство лютиковые. Представители рода очень многочисленны - более 300 видов. Золотистые венчики поблескивают на солнце, словно вымазанные сливочным маслом, что привлекает внимание многочисленных обитателей лугов. Несмотря на внешнюю красоту, большинство видов лютика - это сорняки. Причем очень жизнестойкие. В борьбе с ними луговоды находятся в очевидном проигрыше. Эти растения демонстрируют пример невероятной стойкости и приспособленности к окружающим условиям. Например, на Фарерских островах, где непрерывно идут проливные дожди, лютик приспособился к опылению без участия насекомых. Их отсутствие там не стало преградой для повсеместного распространения этих растений.
Несложно ответить на вопрос о морфологической классификации рода лютик. Какое семейство он составляет, можно понять по его названию. В разговорной речи ко многим растениям, даже относящимся к другим родам, но имеющим типичные признаки семейства, применяют именно это название.
Лютик едкий
Является луговым сорняком, зацветающим весной. Можно встретить на лугах до самой поздней осени. По высоте побеги могут сильно различаться, она варьируется от 20 см до 60 см.
Самый типичный представитель семейства - это именно едкий лютик. Семейство растений хоть и очень многообразно, но этот вид более всего приближен, с эволюционной точки зрения, к древним предкам.
Листья глубокопальчатопятираздельные, имеют ромбические доли. Нижние крепятся к длинным черешкам, а верхние - к коротким.
Прямостоячие стебли характеризуются наличием прижатых волосков и одиночных цветков, расположенных на концах ветвей. Бороздок на цветоножках нет, но имеются мягкие волоски. Цветок пятерного типа. Чашечка свободнолистная зеленоватого цвета, а свободные лепестки окрашены в В основании каждого из лепестков расположена медовая железка, которая прикрыта чешуйкой.
Одно из самых опасных для скота растений - это Семейство включает и другие ядовитые виды, но по причине повсеместного распространения едкого лютика именно это растение чаще всего становится причиной отравления домашних животных.
Живокость полевая
Говоря о употребляют несколько названий: рогатый василек, сокирка.
Произрастает, как правило, среди озимых посевов, реже - среди яровых. Скопления живокости можно также встретить на паровых полях.
Цветок неправильный, сине-фиолетовый, со шпорцами. Располагаются на стебле в виде редкой ветвистой кисти. Околоцветник представлен двумя окрашенными чашелистиками и двумя лепестками. Опыление перекрестное, с участием насекомых, имеющих длинные хоботки. С их помощью они достают нектар из шпорца. Стебель ветвится, в высоту может достигать 30 см. Листья тройчаторассеченные с линейными долями. Плод - листовка. Семена имеют темно-серую окраску, в длину могут достигать 2-5 мм. Снаружи их покрывают тонкие чешуйки. Обладают горьким вкусом и ядовитыми свойствами. Случаи отравления живокостью - частые явления у овец.
Прострел
Характеристика растений рода прострел доказывает, насколько многообразно семейство лютиковые. Представители его могут быть как сорняками (лютик), так и редкими растениями (прострел). От первых не знают, как избавиться, а вторые не знают, как спасти. Прострел появляется ранней весной, как только сходит снег. Отсюда и второе название - подснежник. Сначала над землей начинает возвышаться крупный цветок нежного фиолетового или желтого цвета в форме бокальчика. Он настолько близко расположен к поверхности, что сорвать его бывает очень трудно. Все хрупкое растение окутано чехлом, который образован многочисленными мягкими волосками. Это позволяет защитить нежный организм от холода. День ото дня ножка, на которой располагается цветок, вытягивается все сильнее. Листья появляются гораздо позже. Жизненные силы цветочка поддерживаются за счет прошлогодних запасов, которые черпаются могучим, крепким, как деревяшка, корнем, скрытым в земле.
Прострел нуждается в защите
Во многих странах Европы прострел стал настолько редким, что его экологическую ценность можно сравнить с ценностью тигра в Индии. Прострел включен там в Красную книгу. На территории Сибири прострела еще достаточно много. Чтобы удержать его численность на высоком уровне, экологи занялись его демографией. Был подсчитан возраст каждого растения внутри экспериментальной группы, выделены подгруппы молодых и престарелых. Результаты исследования оказались весьма неутешительны. Преобладание старых особей над молодыми было превалирующим. Объяснение этому факту может быть самым различным. Возможно, причиной тому является малое количество насекомых-опылителей в период ранней весны. Вследствие этого цветки мало опыляются, отчего снижается число плодиков. Согласно другой версии, рыжий фон прошлогодней травы создает не слишком радужную картину, а вот фиолетовые включения цветков прострела, видимо, настолько радуют глаз горожан, что им хочется унести кусочек этой радости к себе домой. Счастливая особенность, заключающаяся в позднем образовании листьев, не дает погибнуть «обезглавленным растениям», но плодов они уже не образуют. Таким образом, не происходит пополнения рядов молодняка. Число же старых растений при этом возрастает.
Цветок прострела правильный. То есть, разрезав его на две части, всегда получаешь две симметричные половинки.
Тайна соседства прострела и сосны
Семейство лютиков, а в частности род прострел, стали объектом изучения для геоботаника И. Ильинской. Она с успехом разгадала секрет постоянного соседства прострела с сосной. Оказывается, хрупкий подснежник является защитником высокой сосны. И. Ильинская проводила свои исследования в лесостепи. С высоких деревьев семена сосны уносятся ветром в степную зону, где прижиться им очень нелегко. Большинство молодых всходов погибает от жгучего солнца и натиска степной травянистой растительности. Но встречаются в степи необычные участки, где молодые сосны красуются посреди голой степи. Они спаслись и от солнечных лучей и от натиска трав. А помогли им кусты прострела, которые, словно миниатюрная пальмовая рощица, образовали тень, так необходимую молодым всходам сосны. Укрепившись, сосна перерастает своего защитника. Именно так сосны постепенно вытесняют степную целину.
Аконит
Цветки аконита неправильные. Один из лепестков настолько разросся, что стал намного крупнее остальных. Он словно шлем, поэтому в некоторых странах его называют «капюшон монаха». В роде аконитов 60 видов. Все они являются растениями северного полушария. Семейство лютиков, как известно, характеризуется яркой окраской цветков. Аконит - еще одно тому подтверждение. В степи характерной окраской является желтая, в тайге - синяя и фиолетовая. Высота побегов во влажном среднегорье, где из-за большого количества снега почва не промерзает, может достигать 2-3 метров. Тогда смотреть на него можно только снизу вверх. Заросли аконита, словно густой ельник, темные и сырые. Эта темень не позволяет развиваться другим растениям. Почву покрывают опавшие листья аконита. Стебель на вершине заканчивается громадной кистью-гирляндой из шлемовидных цветков: снизу они крупные, распустившиеся, а выше — еще бутоны. Надежность продолжения рода обеспечивается различным временем созревания семян.
В садоводстве давно ценят красоту аконита. Охотники в Гималаях используют ядовитые клубни аконита, заменяя ими кураре. Ядовита и надземная часть тоже, поэтому нельзя оставлять в помещении большой букет надолго. Наличие яда в растениях является гарантией их сохранности, защитой от поедания травоядными животными. Но есть среди представителей фауны исключение. Зеленью аконита любит лакомиться пищуха (грызун, похожий на суслика). В летнее время пищухи срезают аконитовые стебли под самый корень, словно лесорубы валят деревья. Это их зимние заготовки. Пищухи разгрызают стебли, из которых затем делают снопики.
Горицвет
Целебная трава семейства лютиков - это горицвет. Он весьма тонко приспосабливается к условиям окружающей действительности, чутко реагируя на всякие нарушения в природе, вносимые человеком. Горицвет — житель степей, что обуславливает небольшую высоту растений (не более 50 см). Листья типичны для места обитания — с узкими дольками, почти нитевидными, как у морковки. Цветок пышный, золотистого цвета. Количество лепестков варьируется от 15 до 20 штук, тычинок и пестиков много. Цветки используют в фармакологии. Они служат сырьем для изготовления сердечных капель. Но степи распахивают, и количество горицвета уменьшается. Его пытались выращивать на грядке, но, увы, там он не прижился. Поэтому участки степи, где горицвет сохранился, необходимо бережно охранять.
Характеристика семейства лютиковые была бы неполной без указания на его многообразие. Количество родов в этом семействе достигает полусотни, а видов - более 2000. В основном это травы, в редких случаях - полукустарники. Древесное строение (вторичное) характерно только для нескольких видов.
Лютиковые
Семейство Ranunculaceae
Родов - 50(40), видов - 2000(400).
Формула цветка - от *Р ∞ А ∞ G ∞ до *Са 5 Со 5-∞ А ∞ G ∞
Распространение - прохладные области в основном Северно-го полушария (лесная зона), часто по заболоченным местам.
Жизненная форма - большей частью многолетние травы, реже - лианы, редко одно-двухлетние травы и полукустар-ники.
Опыление - насекомыми, редко ветром (Thalictrum).
Плоды - многоорешек, многолистовка, сочная однолистовка. Распространяются ветром, водой, животными (у лесных видов - муравьями).
Семейство входит в порядок Ranunculales , объединяющий 8 семейств. Лютиковые — растения умеренного и холодного климата северного полушария, хотя отдельные пред-ставители встречаются и в тропиках. Преобладающая часть лютиковых - многолетние травы, но есть однолетники и даже полукустарники. Это чаще луговые, луговоболотные и лесные виды.
Главный признак, на основании которого виды объединены в семейство, - неопределенное число тычинок и пестиков в цветке. Околоцветник разнообразный (причем у многих окрашенной бывает чашечка, а лепестки превращены в нектарники): простой из многочисленных элементов (купальница - Trollius ) или небольшого их числа (5-6, сон-трава - Pulsatilla ), двойной обычного для двудольных пятерного типа (лютик - Ranuncuius ), зигоморфный (аконит - Aconitum , дельфиниум -Delphinium , консолида - Consolida ).
Почти все лютиковые - насекомоопыляемые растения, причем виды с зигоморфным цветком могут опыляться только насекомыми с длинными хоботками (шмелями), однако есть и ветроопыляемые (например, василистник малый - Thalictrum minus ), а некоторые тропические виды опыляются колибри.
Среди лютиковых есть весенние первоцветы - эфемероиды (род подснежник - Galanthus - из порядка Amaryllidales ). Наиболее распространены эфемероиды широколиственных лесов — ветреницы (Anemone ). На сухих лугах обычна ветреница лесная (Anemone sylvestris ), а в луговых степях - прострел раскрытый (Pulsatilla patens ).
Большинство лютиковых накапливают ядовитые алкадоиды и потому имеют жгучий и горький вкус и обычно не поедаются скотом (в весенний период, тем не менее, возможно отравление телят). Алкалоиды лютиковых широко применяются в медицине, а аконит по сей день считается «королем тибетской медицины». Адонис весенний (Adonis vernalis ) содержит гликозиды, используемые для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Благодаря красивым цветкам многие лютиковые используются как декоративные растения, особенно клематис (Clematis ), водосбор (Aquilegia ), дельфиниум (Delphinium ), консолида (Consolida ), купальница азиатская (Trollius asiaticus ).
По материалам учебника Высшие растения: краткий курс систематики с основами науки о растительности. Авторы Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Мулдашев А.А., 2001
