Лекции по ботанике для студентов специальности «Агрономия»
| Вид материала | Лекции |
- А. А. Терехин курсовая работа по ботанике методические рекомендации, 355.57kb.
- Методические указания к лабораторным занятиям для студентов Vкурса специальности «Агрономия», 1655.23kb.
- Учебная программа курса ботаники для студентов специальности 110400 «Агрономия», 71.06kb.
- А. В. Ивойлов Земледелие. Рабочая тетрадь к лабораторным занятиям с заданиями для контрольных, 1418.39kb.
- А. В. Ивойлов Экологизация земледелия в кормопроизводстве. Рабочая тетрадь для лабораторно-практических, 1772.92kb.
- В. М. Бунтукова Е. К. Клеточная селекция, 467.45kb.
- Методические указания подготовлены на кафедре механизации сельскохозяйственного производства, 341.81kb.
- Рабочая программа учебная дисциплина Микробиология Для студентов очного обучения, 274.95kb.
- Рабочая программа учебная дисциплина Генетика Для студентов очного обучения по специальности, 197.95kb.
- Рабочая программа учебная дисциплина Ботаника Для студентов очного обучения по специальности, 239.19kb.
Лекция № 14
Семейства двудольных покрытосеменных. Часть 2.
Семейство крестоцветные, или капустные, - Cruciferae, Brassicaceae
Крестоцветные распространены на всех континентах мира, но преимущественно в умеренных и холодных областях, вплоть до Арктики. Число видов около 3 тыс. (350 родов). Жизненные формы - травы (преимущественно) и кустарники. Все они связаны между собой настолько тесным родством, что зачастую нет четких морфологических границ не только между отдельными видами, но и родами. В типичных случаях это растения с очередными цельными или разрезанными листьями без прилистников. Характерно накопление гликозидов, которые при расщеплении дают горчичное масло. Соцветие - кисть или метелка; прицветников и прицветничков нет. Строение цветков однообразно. Цветки актиноморфные, обоеполые, с двойным околоцветником. Чашечка свободная, из 4 чашелистиков, расположенных в двух кругах. Венчик также из 4 свободных лепестков, но расположенных в одном круге. Андроцей из 6 тычинок в двух кругах, четырехсильный - 4 длинные тычинки во внутреннем круге, а 2, явно более короткие, во внешнем круге. Гинецей ценокарпный, из 2 плодолистиков. Завязь верхняя, из-за ложной перегородки двухгнездная. Столбик с двухлопастным рыльцем, иногда рыльце головчатое. Хорошо развиты нектарии, расположенные у основания коротких тычинок и имеющие вид вздутий или сплошного валика. Формула цветка *Са4Со4А2+4G(2). Плод - стручок, иногда укороченный (стручочек), .раскрывающийся двумя створками, отделяющимися от ложной перегородки снизу вверх. У некоторых видов плоды нераскрывающиеся, многосемянные или односемянные, членистые, крылатые. Семена без эндосперма.
Род капуста (Brassica). 50 видов, на территории бывшего СССР 9 видов. Некоторые виды введены в культуру.
Капуста огородная (В. oleraceae) - полиморфный вид, различают следующие разновидности: капуста дикая (var. acephala) - высокое растение, произрастающее в Западном Средиземноморье, на прибрежных скалах; капуста брюссельская (var. gemmifera) - двулетнее растение, образующее из пазушных почек маленькие кочанчики; капуста кочанная (var. capitata) - двулетнее растение, возделывается как овощное, занимает 30% площади овощных культур; капуста цветная (var. botrytis) - возделывают сорта с бесхлорофилльными, сильно разросшимися соцветиями и недоразвитыми цветками на толстых цветоножках; кольраби (var. gongyloides) - двулетнее растение с коротким, шаровидно утолщенным стеблем; капуста савойская (var. sabauda) - двулетнее растение, обладающее высокими вкусовыми качествами; возделывают в Западной Европе.
Репа, турнепс (В. rара) - двулетние растения, образующие в первый год корнеплод. Выведены и возделываются столовые и кормовые сорта.
Сурепица (В. campestris) - однолетнее растение высотой до 1 м, часто растет как сорняк, изредка возделывают как масличную культуру (var. oleifera).
Брюква, рапс (В. napus) - одно- или двулетнее растение с высоким облиственным стеблем, возделывают как масличную культуру, корнеплоды используют как овощ и корм.
Горчица сарептская (В. juncea) - однолетнее растение, возделываемое как масличная культура и для приготовления горчичного порошка.
Естественные заросли некоторых крестоцветных используют в хозяйственных целях, например хрена дикого (Armoracla rusticana). Издавна выращивают как декоративные растения вечерницу ночную фиалку (Hesperis matronalis), желтофиоль садовый (Cheiranthus cheiri), левкой однолетний (Matthiola аnnua) и др. Многие крестоцветные - прекрасные медоносы, например виды рода горчица (Sinapis). Огромное число видов - злостные сорняки.
Семейство зонтичные, или сельдерейные, - Umbelliferae, Apiaceae.
Б
олее 3 тыс. видов (300 родов). Во флоре бывшего СССР около 800 видов. Распространены по всему земному шару, но преимущественно в зоне умеренного и сухого климата Северного полушария, а также в горах тропических стран. На огромных территориях нередко - основной компонент растительного покрова, особенно в засушливых районах. Жизненные формы: преимущественно многолетние травы, редко кустарники или полукустарники. Стебель дудчатый, может достигать 4 м в высоту и 6 см в диаметре. Листья чаще очередные, с влагалищами и рассеченными листовыми пластинками. Соцветия - сложный зонтик, редко простой зонтик или головка. Цветки актиноморфные или слегка зигоморфные в пределах одного соцветия, 5-членные. Чашечка редуцирована и представлена 5 зубцами или небольшой закраиной. Венчик из 5 раздельных лепестков со слабо выраженными ноготками. Андроцей из 5 тычинок, их нити прикреплены к нектарному диску, который образуется из внутреннего круга тычинок. Гинецей ценокарпный, из 2 плодолистиков, завязь нижняя, 2-гнездная. Формула цветка *Са(5)Со5А5G(2).Все роды этого крупного и широко распространенного семейства очень близки между собой, что выражается во внешнем сходстве, особенно в строении вегетативных органов. Первостепенное значение для классификации и определения имеет строение плода - вислоплодника, который при созревании распадается на два мерикарпия, подвешенных на двураздельном карпофоре. На поверхности мерикарпия имеется 5 продольных ребрышек. В околоплоднике им соответствуют 5 проводящих пучков. Это первичные ребрышки. Они не у всех видов хорошо различимы. Между ребрышками располагаются бороздки, под которыми имеются масляные ходы. Иногда на месте бороздок образуются вторичные ребрышки, легко отличимые от первичных отсутствием в околоплоднике проводящих пучков. Масляные ходы размещаются также на стороне мерикарпия, обращенной к плоскости расщепления плода. Поверхность эндосперма семени, обращенная к плоскости расщепления плода, может быть плоской или выпуклой, серповидной или вогнутой, что хорошо заметно на поперечном разрезе.
Многие виды издавна возделывают в качестве овощных, кормовых и ароматических. Некоторые из них содержат сильнодействующие ядовитые алкалоиды и представляют постоянную угрозу животноводству.
Род морковь (Daucus). Число видов 60. Травянистые многолетники, двулетники и однолетники. Распространение - Европа, область Средиземноморья, Африка, Австралия, Новая Зеландия, Северная и Южная Америка.
Во флоре России один вид - морковь дикая (D. carota). Возделывают морковь по всему земному шару. В России она доходит до Заполярья. Пищевые сорта имеют удлиненный, реже укороченный корнеплод оранжевой или желтой окраски, у кормовой моркови он желтый или белый, достигает массы 2 кг. Кроме того, морковь - сырье для витаминной промышленности, в корнеплодах накапливаются каротин (провитамин А), витамины С, В1, В2.
Род петрушка (Petroselinum). Около 6 видов. Во флоре России только один вид - петрушка кудрявая (P. crispum). Распространен на всех континентах мира; в России почти повсеместно, кроме арктических и субарктических районов. Возделывают ради листьев и корней.
Род борщевик (Heracleum). Около 70 видов. Во флоре бывшего СССР 36. Природное распространение - области умеренного климата и горы Европы, Азии, Африки, Северной Америки.
Борщевик сибирский (H. sibiricum) - растение высотой более 100 см, с крупными перисторассеченными листьями. Борщевик обыкновенный (H. sphondylium) - растение высотой до 100 см, многолетник с тройчатыми листьями, ядовит.
Ранее (после Великой Отечественной войны) борщевик Сосновского (H. Sosnovsky) - вид, естественным образом произрастающий на субальпийских лугах Кавказа - был интродуцирован в Центральную Россию как перспективное кормовое растение, дающее обильную зеленую массу. Однако клеточный сок этого растения обладает ярко выраженным фотосенсибилизирующим действием - при этом блокируется способность кожи противостоять ультрафиолету, и на солнечном свету на коже, контактировавшей с борщевиком, возникают ожоги второй степени (образуются волдыри), которые могут переходить (как и всякие ожоги, вследствие вторичного инфицирования) в долго заживающие язвы, оставляющие шрамы на всю жизнь. В лучшем случае на коже остаются пигментные пятна, сохраняющиеся несколько лет. Ожоги наносит не клеточный сок борщевика как таковой, а ультрафиолетовое излучение солнца на те участки кожи, которые контактировали с борщевиком (особенно со срезанными или поврежденными растениями). Самые сильные фитоожоги возникают при соприкосновении борщевика с влажным телом в жаркие солнечные дни. Но чтобы получить ожог, достаточно и непродолжительного и несильного облучения солнцем участка кожи, испачканного соком растения. Волдыри от соприкосновения с борщевиком могут появится как через несколько часов, так и спустя несколько суток. Основными жертвами зарослей борщевика были и остаются дети. Поэтому борщевик в настоящее время практически не возделывают, но, будучи занесен в Центральную Россию, он широко распространился, найдя себе экологические ниши по берегам водоемов, на заброшенных полях, в канавах вдоль дорог, под мостами, где теперь можно видеть сплошные его заросли. Контактируя с борщевиком (обычно в целях механического истребления этих опасных и потому нежелательных вблизи человеческого жилья растений), следует строго соблюдать необходимые меры предосторожности: прежде всего одеваться так, чтобы исключить попадание клеточного сока из срезаемых растений на обнаженную кожу (и вовсе не прикасаться с растениям борщевика обнаженными частями тела: кистями рук, предплечьями, лицом, шеей и пр.), и не производить работы в солнечную погоду (лучше выкашивать или срезать растения борщевика в пасмурную погоду или (лучше) в сумерках). Но если контакт все-таки произошел, необходимо сразу промокнуть сок платком или салфеткой, не размазывая, и тотчас закрыть пораженное место от солнца несколькими слоями ткани (одеждой или повязкой). Дома следует тщательно промыть место соприкосновения с соком борщевика водой с мылом или спиртом. Участки тела после контакта с соком или растением следует защищать от солнечного облучения не менее чем двое суток. Если контакт произошел в темное время суток и никакие меры не были приняты, то при облучении кожи на следующий день клинические симптомы бывают такие же, как и при поражении днем. Коварство борщевика в том и состоит, что если вовремя не заметить попадания сока на кожу, то потом что-либо предпринимать бывает поздно.
Регулярным выкашиванием борщевика (в первую очередь зацветающих экземпляров) возможно за несколько лет (за 3 - 4 года) истребить его заросли, поскольку борщевик - растение многолетнее, но монокарпическое (каждый экземпляр цветет и плодоносит только один раз).
Род вех (Cicuta). Включает 20 видов, распространенных преимущественно в Северной Америке.
В России один вид - вех ядовитый (С. virosa), стебель высотой 50 - 80 (до 150) см, наверху ветвистый. Листья на длинных черешках, дваждыперисторассеченные. Толстое короткое корневище разделено на отдельные камеры, содержит ядовитые алкалоиды (цикутотоксин, цикутин). Известны случаи массового отравления сельскохозяйственных животных.
Семейство пасленовые - Solanaceae.
Около 2,2 тыс. видов (85 родов). В средних широтах они представлены в основном травянистыми растениями. Изредка встречаются полукустарники и даже кустарники. В тропических странах, особенно в Южной Америке, преобладают лазающие кустарники и деревья. Листья очередные, без прилистников, простые, с цельной или рассеченной пластинкой. В стебле имеются биколлатеральные проводящие пучки. Цветки в завитках или одиночные, с виду актиноморфные, но нередко из-за косого положения завязи слегка зигоморфные. Чашечка 5-зубчатая, сохраняющаяся при плодах. Венчик спайнолепестный, колесовидный, блюдцевидный, трубчатый или ширококолокольчатый. К трубке венчика, чередуясь с его зубцами, изнутри прирастают 5 тычинок с 2-гнездными, реже 4-гнездными пыльниками. Гинецей ценокарпный, из 2 плодолистиков. Завязь верхняя, обычно 2-гнездная, однако в результате образования ложных перегородок или срастания цветков она бывает 4 - 6-гнездной. Плод - ягода или коробочка, редко костянка. Многие виды имеют большое хозяйственное значение как овощные культуры (картофель, баклажан, томат, перец), другие содержат ядовитые алкалоиды, их используют как лекарственные. Некоторые однолетники - декоративные растения.
Род паслен (Solanum). Около 1,5 тыс. видов. Центр видового разнообразия - Южная Америка. Во флоре бывшего СССР всего 10 видов.
Важнейшее экономическое значение имеет картофель (S. tuberosum) - один из самых распространенных в культуре видов семейства. Возделывают как однолетнее. Околоцветник актиноморфный, лепестки белые, светло-фиолетовые, желто-розовые, тычинки сложены конусом вокруг столбика. Формула цветка *Са(5)Со(5)А5G(2). Плод - 2-гнездная ягода. Корни тонкие. Стебель имеет подземные побеги - столоны, которые легко отличить от корней, поскольку они несут почки и мелкие чешуевидные низовые листья. На столонах образуются клубни, содержащие 12 - 25% крахмала и до 78% воды. Известно более 1 тыс. сортов - пищевых, кормовых, технических. Возделываемый в России картофель относят к виду, который происходит, вероятно, из Чилийских Анд, с острова Чилоэ, но возможно - из Перу.
Распространенная овощная культура - синий баклажан (S. melongenа) - съедобные плоды крупные, темно-фиолетовые; родина Индия. Из дикорастущих можно отметить паслен сладко-горький (S. dulcamara) - полукустарник с ярко-красными ягодами, паслен черный (S. nigrum) — однолетник с черными ягодами, широко распространенный сорняк.
Род табак (Nicotiana). Объединяет 100 видов. Природное распространение - преимущественно Южная Америка, Австралия. Кустарники и травы. Цветки с воронковидным или колокольчатым венчиком, часто ароматичные.
Ряд видов возделывают как технические в однолетней культуре: табак курительный (N. tabacum) - в диком виде растет в Перу и Эквадоре, выведено много сортов; махорка (N. rustica). Как декоративные выращивают табак лесной (N. sylvestris), табак длиннолистный (N. longifolia) и др.
Род перец (Capsicum). Число видов от 25 до 50. Полукустарники и травы. Природное распространение - Центральная Америка. Возделывают в странах с умеренным климатом, в том числе в южных районах России. Огромное число сортов, как острых, так и салатных, создано на основе перца однолетнего (С. annuum), на родине представляющего собой полукустарник.
Из других растений важное значение имеют следующие виды: томат (Lycopersicum esculentum) - однолетняя культура, известно около 600 сортов; белладонна (Atropa belladonna) - многолетнее растение, содержащее алкалоиды атропин и гиосциамин, возделываемое как лекарственное, занесено в Красную книгу.
Семейство губоцветные, или яснотковые, - Labiatae, Lamiaceae.
Семейство объединяет около 4 тыс. видов (свыше 200 родов). Многолетние и однолетние травы, полукустарники, изредка кустарники. Произрастают на всех континентах, кроме Антарктиды, но наибольшее видовое разнообразие - в засушливых районах Средиземноморья, в Средней Азии.
Стебель четырехгранный. Листорасположение супротивное. Листья простые, без прилистников. Стебель и листья покрыты железистыми волосками или чешуйками, выделяющими эфирное масло. Соцветия - различные виды тирса. Цветки зигоморфные, часто двугубые, изредка почти актиноморфные. Чашечка сросшаяся, колокольчатая, трубчатая или двугубая, обычно 5-членная. Венчик всегда 5-членный, в результате срастания лепестков нижняя часть венчика представлена трубкой, верхняя - отгибом. В типичных случаях отгиб двугубый, верхняя губа состоит из 2 лепестков, а нижняя - из 3. Реже он как бы 4-членный или одногубый. Трубка внутри голая и гладкая или несет кольцо волосков немного ниже места прикрепления тычинок. Наличие или отсутствие этого приспособления - важный систематический признак. Андроцей представлен 4 обычно двусильными тычинками, прикрепленными к трубке венчика, имеются роды только с 2 тычинками. Гинецей всегда из 2 сросшихся плодолистиков. Завязь верхняя, однако 4-гнездная (2 перегородки ложные), с 1 семязачатком в каждом гнезде. Столбик довольно длинный, заканчивается 2-лопастным рыльцем. Формула цветка яснотки белой (Lamium album) ↑Са(5)Со(2+3)А2+2G(2). Плод распадается на 4 орешковидных мерикарпия (эрема).
Благодаря большому содержанию пахучего эфирного масла яснотковые широко применяют в парфюмерии (виды родов: розмарин - Rosmarinum и лаванда - Lavandula), в пищевой промышленности (мускатный шалфей - Salvia sclarea) и в медицине (мята перечная - Mentha piperita; виды родов: шалфей - Salvia, базилик - Qcimum, пустырник - Leonurus, чабрец - Thymus). Некоторые растения декоративны, их используют в цветоводстве (шалфей блестящий - Salvia splendes, иссоп лекарственный - Hyssopus officinalis). Сорняки - яснотка белая (Lamium album), виды родов - чистец (Stachys), пикульник (Galeopsis) и др.