Учебно-методический комплекс дисциплины «ботаника» для специальности 5В080300 «Охотоведение и звероводство» Семей 2013

Тема 6 Размножение растений.

Все живые организмы способны к воспроизведению себе подобных. Разнообразные формы размножения организмов можно разделить на 2 категории: половое и бесполое. Бесполое размножение – наиболее древний и несомненно изначальный способ размножения. В ходе эволюции мира растений бесполое размножение прогрессировало и разнообразилось. Наряду с половым размножением оно широко представлено у всех групп растений. У высших растений различают 2 основные формы бесполого размножения: вегетативное и собственно бесполое размножение.

Вегетативное размножение наблюдается на самых ранних этапах развития организмов. У многих прокариот это и сейчас единственный способ размножения. Его формы разнообразны и распространены у всех групп растений. В одни случаях оно осуществляется частями вегетативного тела – т. е. соматическими клетками корня, стебля и листа. В других случаях оно происходит при помощи специализированных одноклеточны образований, которые в отличие от спор формируются снаружи на вегетативном теле.

У одноклеточных водорослей и бактерий вегетативное размножение осуществляется простым делением одной клетки на две. У многоклеточных происходит путем расчленения слоевища на части. Разнообразны формы вегетативного размножения грибов, у которых выработались различные образования – конидии, оидии, хламидоспоры. Наиболее разнообразны формы вегетативного размножения у высших растений. У покрытосеменных оно осуществляется частями вегетативного тела и их видоизменениями.

Вегетативное размножение основано на способности растений к регенерации, которые у них почти неисчерпаемые. Можно укоренить растение из одного лепестка, тычинки и т. д. Даже удалось регенерировать целое растение из одной клетки эпидермы. Высокие способности к регенерации объясняются 2-мя причинами: 1) высокой меристематической активностью и 2) низким уровнем автономности органов, в частности отсутствием нервной системы. Это связано с неподвижным образом жизни и автотрофностью.

Вегетативное размножение широко распространено в природе и используется человеком. У цветковых имеются специальные органы вегетативного размножения: столоны, клубни, луковицы, выводковые почки. В сельском хозяйстве разработаны серии разнообразных способов вегетативного размножения. Наиболее часто применяют: 1) размножение клубнями( картофель, батат, земляная груша). 2) Размножение корневищами (ирис). 3) усиками ( земляника) 4) луковицами(лук). 5) корневыми отпрысками (малина, вишня).

Многие культурные растения размножаются прививками, отводками, черенками. Размножение черенками. Черенок – отрезанный от материнского растения участок корня, стебля, или листа, т.е. черенки могут быть стеблевыми, корневыми, листовыми. В основном используются стеблевые и корневые черенки. Листовые черенки не у всех растений могут образовывать целое растение.

Прививки. Суть прививки состоит в сращивании срезанных почек или черенков одного растения – размножаемого, с другим – укорененным. Черенок размножаемого растения называют привоем, а растение к которому прививают – подвоем. Успех прививки зависит от времени проведения, техники выполнения. Одним из главных условий является – родственное взаимоотношение компонентов.

2)Собственно бесполое размножение – осуществляется специализированными клетками – спорами и зооспорами. Это обязательно бесполые клетки. Они образуются органами бесполого размножения – спорангиями и зооспорангиями. Споры как зачатки бесполого размножения развиваются на основе митотического деления, при прорастании они дают новую особь, сходную с материнской. При половом размножении споры возникают в результате мейоза.

3) Суть полового размножения состоит в формировании специализированных клеток – гамет и в их попарном слиянии с образованием зиготы, из которой развивается новый организм. Гамета – половая клетка, ядро которой содержит гаплоидный(одинарный) набор хромосом. Материнское растение образует гаметы лишь на определенном этапе развития. Гаметы делятся на мужские и женские, и различаются по величине и форме. В основном мужские и женские гаметы производят разные особи, то в результате слияния гамет дочерний организм получает две наследственности – материнский и отцовский. Поэтому потомство от полового воспроизведения имеет более богатый и разнообразный наследственный материал.

Половое размножение возникло на ранних этапах эволюционного развития. Эволюция полового процесса наблюдается уже у низших растений. Показателем уровня эволюции является специализация гамет. Наиболее примитивной формой полового процесса считается изогамный, при котором сливающиеся гаметы не отличаются ни по размерам, ни по форме. Более высокий уровень – гетерогамия, когда женская гамета более крупная, чем мужская и менее подвижна. Высшим уровнем полового процесса считается оогамия, когда женская гамета очень крупная, шаровидная и вовсе неподвижная, а мужская гамета имеет жгутики, очень подвижна и значительно уступает по размерам женской.

Многообразие форм полового процесса подразделяют на 2 группы: гаметогамия и агаметогамия. 1-я включает в себя все формы полового процесса при котором образуются специализированные женские и мужские половые клетки.

2-я группа – агаметогамия, осуществляется гаплоидными соматическими клетками, а не гаметами. Она встречается редко среди низших растений.

Тема 7. Введение в систематику.

Таксономические категории.

Номенклатура.

Систематика – наука о разнообразии растительного мира и приведении этого разнообразия в логически упорядоченную систему. Современная систематика изучает не только разнообразие видов , но и причины их происхождения.

1.Конечная задача систематики – распределение в систематические группы на основе родства, всех ныне живущих и ранее существовавших растений, и 2) расположение этих групп в такой последовательности, которая отражала бы ход исторического развития мира растений, его эволюцию.

Первая задача решается флористической систематикой. Систематики изучают описанное флорографами многообразие видов, с целью их последующего упорядочения, распределения по более крупным родственным группам. Конечный результат – создание классификации, которая содержал бы максимум биологической информации о таксонах всех категорий.

Вторая задача решается филогенетической систематикой(филогенетикой). Филогенетика изучает эволюцию и родственные отношения между растениями на всех уровнях.

Флористическая и филогенетическая систематика взаимосвязаны между собой и используют различные методы. Сравнительно-морфологический метод – был и остается основным методом в систематике. Пользуясь им о родственной близости судят на основании сходства и различия в структуре изучаемых растений. Огромное значение имеет палеонтологический метод. Он решает вопросы происхождения крупных систематических групп растений, устанавливает геологический возраст той или иной группы. Эмбриологический метод выясняет родственные отношения в зародышевом состоянии. Кроме того применяются биохимический, генетический, эколого-морфологический, географические методы.

Таксономия – учение о принципах, методах и правилах классификации. Ее задача – создание рациональной системы таксономических категорий. В настоящее время выделяют следующие таксоны: вид(species) – совокупность особей с тождественными признаками; Род(genus) – совокупность близких видов; Семейство(familia) – объединяет близкородственные роды, следующий более высокий таксон – порядок (ordo)совокупность близких семейств. Сходные порядки объединяются в классы(classis). И сходные классы объединяются в отделы(divisio).

Кроме этих основных таксономических категорий, часто широко используют и промежуточные: подвид, подрод, подсемейство и т. д.

Номенклатура – это вся совокупность существующих названий таксонов. В настоящее время виды растений обозначают с помощью бинарной номенклатуры т. е. двойных названий введенных Карлом Линнеем. Каждый вид обозначается двумя словами, первое означает принадлежность к роду, а второе видовое название. Оба слова обычно латинские, реже греческие. После бинарного названия стоит фамилия ученого впервые обнаружившего или описавшего вид.

Число видов. Совокупность всех видов растений обитающих на определенной территории именуют флорой. По мере изучения флоры всей планеты число видов неуклонно возрастает. До сих пор выявлены не все виды. В основном слабо изучены тропические горные страны. В 70-х годах прошлого столетия ежегодно открывали до 2-х тысяч видов растений. В настоящее время обнаруживают до нескольких десятков за год. Известно около полумиллиона видов растений. Описаны еще до 40 тысяч ископаемых видов. С момента возникновения первых растений количество видов все время растет. Интересны палеоботанические данные о предполагаемой численности видов. Девон – 12 тысяч видов. Карбон – 27 тысяч видов; пермь и триас – 43 тысяч видов; юрский период – 60 тысяч видов; мел - 100 тысяч видов; в кайнозое за последние 75 млн. лет их количество увеличилось до 500 тысяч видов.

Царство растений подразделяется на 7 подцарств:

Подцарство предклеточные, к нему относятся вирусы.

Подцарство прдъядерные – бактерии и сине-зеленые водоросли.

Подцарство ядерные – низшие автотрофные.

Подцарство беспластидные – низшие гетеротрофные.

Подцарство предпобеговые – мохообразные.

Подцарство побеговые – плауны, хвощи, папоротники и голосеменные.

Подцарство побеговые пестичные – покрытосеменные растения.