Билет 30

Как и другие растения, мхи участвуют в круговороте веществ в природе: синтезируют органические вещества и выделяют кислород в атмосферу.  Большую роль играют сфагновые мхи в формировании и жизни болот. Из отмерших остатков сфагнума образуются залежи торфа. Значение болот однако не сводится только к образованию в них торфа. Многие мхи угнетают рост и жизнедеятельность таких микроорганизмов, как кишечная палочка.

Билет56

Экология- наука о взаимодействии растений, сообществ между собой и окружающей средой.

Экология растения включает взаимодействия и взаимозависимость между растениями и их средой.

Экологические факторы: влага, температура, свет, кислотность, трофность, засоленность почв.

Экологическая группа — совокупность видов, характеризующаяся сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными анатомо-морфологическими и иными признаками, закрепившимися в генотипе.

Экологические группы выделяются по отношению организмов к одному фактору среды (влага, температура, свет, химические свойства среды обитания и т. п.), однако границы между ними условны, и имеет место плавный переход от одной экогруппы к другой, что обусловлено экологической индивидуальностью каждого вида.

По отношению к влажности растения делятся на следующие группы:

гидрофиты - водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду своими нижними частями, например тростник. 

гигрофиты - растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и почвы, к таким растениям относят, например, элодею, рдесты. 

мезофиты - растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, промежуточная группа между ксерофитами и гигрофитами. Это, например, клевер, тимофеевка, кислица. 

ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, например бриофиллум. 

криофиты - растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Это, например, растения-подушки высокогорных холодных пустынь.

По отношению к свету растения делятся на следующие группы:

гелиофиты - растения, предпочитающие места обитания, ярко освещенные солнцем, например, сосна, береза. злаки. 

сциофиты - тенелюбивые растения, хорошо переносящие затенения, например копытень, сныть.

По отношению к температуре растения делятся на следующие группы:

мегатермофиты - жаростойкие растения, например пальмы.

мезотермофиты - теплолюбивые растения, например орех обманчивый, близкий к ореху грецкому.

микротермофиты - холодостойкие растения, например ель сибирская.

гекистотермофиты - очень холодостойкие растения, например лишайники. 

Растения и свет: Солнечный свет – один из наиболее важных для жизни растений экологических показателей. Он поглощается хлорофиллом и используется при построении первичного органического вещества. Тенелюбивые растения, сциофиты— растения, обитающие исключительно в затемнённых условиях, предпочитающие рассеянный свет. При прямом солнечном освещении у тенелюбивых растений проявляются признаки угнетённости развития и возможны солнечные ожоги. Группа, противоположная по своим качествам светолюбивым растениям (гелиофитам).Наиболее характерными представителями являются водоросли, обитающие в толще воды, мхи, лишайники, плауны, папоротники в лесах.

Теневыносливые растения в экологии растений — растения, толерантные к затенению, произрастающие преимущественно в тенистых местообитаниях (в отличие отсветолюбивых растений, гелиофитов), но также хорошо развивающиеся и на открытых участках с бо́льшим или меньшим количеством прямого солнечного света (в отличие от тенелюбивых растений, сциофитов). Теневыносливые растения рассматриваются в экологии растений как промежуточная группа между гелиофитами и сциофитами.

Светолюбивые растения, гелиофиты — растения, приспособленные к жизни на открытых, хорошо освещаемых солнцем местах, плохо переносящие длительное затенение (у них проявляются признаки угнетённости и задержка развития). Гелиофитам для нормальной жизнедеятельности важно интенсивное освещение — солнечное в естественных местообитаниях или искусственное в условиях оранжерей или теплиц. К светолюбивым растениям относятся многие деревья (акация, лиственница, сосна, берёза), все водные растения, листья которых расположены над поверхностью воды (лотос, кувшинка), травянистые растения лугов и степей (многие злаки).

В процессе жизнедеятельности растения приспосабливаются к действию факторов, то есть адаптируются. Суть адаптации заключается в морфофизиологических перестройках, приводящих к соответствию между морфологическими и физиологическими особенностями организма и ведущими условиями среды его обитания. В эволюционном плане в процессе приспособления к среде обитания у растений возникли разнообразные экоформы, то есть специфические жизненные формы, определяемые отношением видов к условиям среды. Жизненная форма-это внешний облик растения, под которым подразумевают преимущественно структуру надземных и подземных вегетативных органов, а также некоторые особенности закладки и развития репродуктивных органов. Соответственно местообитанию у растений выработались приспособления к условиям светового режима. Из самых наглядных различий внешнего облика растений в разных световых условиях- неодинаковая величина листовых пластинок. У светолюбивых растений листья обычно более мелкие, чем у тененлюбивых. У растений-гелиофитов листья обычно ориентированы так, чтобы уменьшить дозу радиации в дневные часы: листовые пластинки расположены вертикально и под большим углом, так что дне листья получают лишь скользящие лучи(эвкалипт, акация, мимоза). У теневыносливых растений листья направлены так, чтобы получить максимальное количество папдающей радиации(кислица). У гелиофитов поверхность листа имеет блестящую поверхность, многочисленные включения, для отражения света. У гелиофитов хорошо развита палисадная ткань, состоящая из узких и длинных клеток. Клетки теневых литьев обычно крупные, мезофилл рыхлый, хорошо развита система межклетников. Устьица крупные, относительно немногочисленные; в отличие от световых листьев они расположены только на нижней стороне листа. Для теневых листьев характерны извилистые очертания клеток эпидермы.

Билет 57

Экология- наука о взаимодействии растений, сообществ между собой и окружающей средой.

Экология растения включает взаимодействия и взаимозависимость между растениями и их средой.

Экологические факторы: влага, температура, свет, кислотность, трофность, засоленность почв.

Экологическая группа — совокупность видов, характеризующаяся сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными анатомо-морфологическими и иными признаками, закрепившимися в генотипе.

Экологические группы выделяются по отношению организмов к одному фактору среды (влага, температура, свет, химические свойства среды обитания и т. п.), однако границы между ними условны, и имеет место плавный переход от одной экогруппы к другой, что обусловлено экологической индивидуальностью каждого вида.

По отношению к влажности растения делятся на следующие группы:

гидрофиты - водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду своими нижними частями, например тростник. 

гигрофиты - растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и почвы, к таким растениям относят, например, элодею, рдесты. 

мезофиты - растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, промежуточная группа между ксерофитами и гигрофитами. Это, например, клевер, тимофеевка, кислица. 

ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, например бриофиллум. 

криофиты - растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Это, например, растения-подушки высокогорных холодных пустынь.

По отношению к свету растения делятся на следующие группы:

гелиофиты - растения, предпочитающие места обитания, ярко освещенные солнцем, например, сосна, береза. злаки. 

сциофиты - тенелюбивые растения, хорошо переносящие затенения, например копытень, сныть.

По отношению к температуре растения делятся на следующие группы:

мегатермофиты - жаростойкие растения, например пальмы.

мезотермофиты - теплолюбивые растения, например орех обманчивый, близкий к ореху грецкому.

микротермофиты - холодостойкие растения, например ель сибирская.

гекистотермофиты - очень холодостойкие растения, например лишайники. 

Тепло в жизни растений: Показателями обеспеченности того или иного района теплом служат среднегодовая температура данной местности, абсолютный максимум, абсолютный минимум и средняя температура самого холодного месяца. Существенным моментом в определении условий жизни растений является распределение тепла во времени, а также динамика максимальных и минимальных температур. В зависимости от потребностей растений в тепле и их температурного оптимума различают термофильные( теплолюбивые)- рис, огурец, хлопчатник, криофильные (холодостойкие)- капусты, корнеплоды, лук репчатый, горох и бобы, зеленные овощные растения; мезотемные(требуются умеренные температуры)- овощные растения сем. тыквенных и сем. Пасленовых.

В процессе жизнедеятельности растения приспосабливаются к действию факторов, то есть адаптируются. Суть адаптации заключается в морфофизиологических перестройках, приводящих к соответствию между морфологическими и физиологическими особенностями организма и ведущими условиями среды его обитания. В эволюционном плане в процессе приспособления к среде обитания у растений возникли разнообразные экоформы, то есть специфические жизненные формы, определяемые отношением видов к условиям среды. Жизненная форма-это внешний облик растения, под которым подразумевают преимущественно структуру надземных и подземных вегетативных органов, а также некоторые особенности закладки и развития репродуктивных органов. В качестве основной адаптации к сезонному ритму климатических условий у растений в годичном цикле развития чередуются активные и покоящиеся фазы. Однолетние растения после завершения вегетации переживают осень и зиму в виде семян, а многолетние переходят в состояние осеннее-зимнего покоя. Состояние покоя у растений характеризуется рядом физиологических особенностей, дающих возможность переносить холод. Потеря листьев у деревьев и кустарников, отмирание надземных частей многолетних травянистых растений- это сокращение транспирирующей поверхности, необходимое зимой, когда корни не способны пополнять потери воды.

Билет 58

Экология- наука о взаимодействии растений, сообществ между собой и окружающей средой.

Экология растения включает взаимодействия и взаимозависимость между растениями и их средой.

Экологические факторы: влага, температура, свет, кислотность, трофность, засоленность почв.

Экологическая группа — совокупность видов, характеризующаяся сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными анатомо-морфологическими и иными признаками, закрепившимися в генотипе.

Экологические группы выделяются по отношению организмов к одному фактору среды (влага, температура, свет, химические свойства среды обитания и т. п.), однако границы между ними условны, и имеет место плавный переход от одной экогруппы к другой, что обусловлено экологической индивидуальностью каждого вида.

По отношению к влажности растения делятся на следующие группы:

гидрофиты - водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду своими нижними частями, например тростник. 

гигрофиты - растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и почвы, к таким растениям относят, например, элодею, рдесты. 

мезофиты - растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, промежуточная группа между ксерофитами и гигрофитами. Это, например, клевер, тимофеевка, кислица. 

ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, например бриофиллум. 

криофиты - растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Это, например, растения-подушки высокогорных холодных пустынь.

По отношению к свету растения делятся на следующие группы:

гелиофиты - растения, предпочитающие места обитания, ярко освещенные солнцем, например, сосна, береза. злаки. 

сциофиты - тенелюбивые растения, хорошо переносящие затенения, например копытень, сныть.

По отношению к температуре растения делятся на следующие группы:

мегатермофиты - жаростойкие растения, например пальмы.

мезотермофиты - теплолюбивые растения, например орех обманчивый, близкий к ореху грецкому.

микротермофиты - холодостойкие растения, например ель сибирская.

гекистотермофиты - очень холодостойкие растения, например лишайники. 

Растение и вода: Любые процессы жизнедеятельности растения могут идти только в присутствии необходимого минимума воды. Будучи важнейшей составной частью тела растения, вода участвует в поддержании внешней формы наземного растения. Находящаяся в растении вода расходуется на биохимические процессы(фотосинтез), испаряется и поэтому необходимо её постоянное пополнение. У большинства наземных растений это осуществляется путем всасывания воды из почвы корнями и ризоидами. Существуют два источника воды для наземных растений - атмосферные осадки и грунтовые воды. Важнейший момент, характеризующий водообеспеченность местности – это соотношение количества осадков и испаряемой влаги. Засушливую местность называют аридной, влажную местность- гумидной. По приуроченности к местообитаниям с различными условиями увлажнения выделяют основные экоморфы наземных растений: гигрофиты(растения влажных мест обитания, для них характерны относительно тонкие целные нежные слабоопушенные или голые листья с небольшим количеством устьиц)-калужница, дербенник иволистный. Мезофиты ( растения, приспособленные к жизни в условиях умеренного увлажнения, особое место среди мезофитов занимают эфемеры и эфемероиды. И вегетация чрезвычайно краткая(4-6 недель), а длительный засушливый период они переживают либо в виде семян(эфемеры), либо в виде покоящихся луковиц, клубней и корневищ(эфемероиды). Ксерофиты(растения сухих местообитаний, способные переносить недостаток как почвенной так и атмосферной влаги. В процессе адаптации ксерофиты выработали особенности направленные либо на уменьшение испарения и экономное расходование влаги, либо способствующие «добыванию» воды из глубоких почвенных горизонтов. У многих ксерофитов уменьшена поверхность листа. На время сухого периода они иногда сбрасывают листья или даже веточки(песчаная акация). Опушение листьев очень обильное(коровяк медвежье ухо), а устьица располагаются в специальных углубления- крипта. У многих ксерофитов повышено осмотическое давление клеточного сока и даже иной тип фотосинтеза. Многие ксерофиты обладают мощной и очень глубокой корневой системой(верблюжья колючка). Также у многих ксерофитов развита водоносная ткань(кактус).

Билет 45

1.Спорофит является доминирующим поколением; гаметофит крайне редуцирован 2.Спорофит разноспоровый, т.е. образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры; микроспора – пыльцевое зерно, мегаспора – зародышевый мешок 3. Зародышевый мешок (мегаспора) остается целиком закрытым в семязачатке (мегаспорангии); оплодотворенный се­мязачаток представляет собой семя* 4. Вода для полового размножения не нужна, поскольку мужские гаметы не способны плавать (исключение составляют некоторые примитивные представители); чтобы оплодотворить яйцеклетки, они проникают в завязь через пыльце­вую трубку* 5. Сложные по строению проводящие ткани имеются в корнях, стеблях и листьях

Особенности: Семенные же растения имеют крайне редуцированные гаметофиты, которые развиваются из спор внутри спорангиев на спорофите. Абсолютно все семенные высшие растения являются разноспоровыми. Мегаспоры у них создаются в видоизмененных мегаспорангиях, называемые семязачатками. Тут же происходит образование женских гаметофитов и оплодотворение, затем из зиготы развивается зародыш спорофита. Семязачаток перерождается в семя. Орган, который служит для размножения высших растений, называется семенем. Он создается и эволюционирует, не покидая родительского спорофита, также он получает от родительского спорофита питательные вещества. Голо- и покрытосеменные растения размножаются за счет семян. Многоклеточные, сложноустроенные семена содержат зародыш будущего растения и все основные органы, такие как зачаточный корешок, стебелек, почечка и зародышевые листья (семидоли), присутствует запас питательных веществ, защищены кожурой, обладают средствами для расселения. Многие семена проходят период покоя, затем у них настает период прорастания, но только если условия благоприятны для этого. Такой метод обеспечивает лучшее выживание проростков. Семена возникают в знак приспособления к сухопутному типу жизни. Это означает, что в период филогенетической эволюции, спорофитом было получено абсолютное господство над циклом развития, а гаметофитом было утрачено независимое существование. Гаметофит очень редуцирован, его жизнедеятельность практически полностью зависит от спорофита, на котором он создается, прорастает и заканчивает свое развитие.

Семязачаток, или семяпочка — образование у семенных растений, из которого (обычно после оплодотворения) развивается семя. Представляет собой женский спорангий (мегаспорангий) семенных растений. У покрытосеменных растений семяпочка расположена в полости завязи, у голосеменных — на поверхности семенных чешуек в женских шишках. В центральной части семяпочки (нуцеллусе) формируются в результате мейоза материнской клетки спор четыре мегаспоры, затем три из них гибнут, а из одной мегаспоры формируется женский гаметофит. У цветковых он называется зародышевый мешок, у голосеменных его иногда называют эндосперм, так как в зрелом семени в нём запасаются питательные вещества. Снаружи семяпочка прикреплена семяножкой к плаценте.

Семя - особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизменённый женский спорангий) и содержащая зародыш.

Строение семян покрытосеменных

Семенная кожура

Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений. Семенная кожура развивается из покровов (интегумента) семяпочки.

Эндосперм

Эндосперм — ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женскогогаметофита. Часто на ранних стадиях развития он имеет синцитиальное строение, позднее в нём формируются клеточные стенки. Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными. У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны. У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n).

Перисперм

Перисперм схож по функциям с эндоспермом, но имеет диплоидный набор хромосом, содержит малое количество белковых веществ, в основном крахмал, а иногда и жиры. Может выполнять роль основной запасающей ткани как самостоятельно, так и наряду с эндоспермом.

Зародыш

Под кожурой находится зародыш — маленькое будущее растение. Зародыш у многих цветковых состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и семядолей. У других групп (например, у подавляющего большинства орхидных) зародыш до прорастания семени не имеет дифференцированных органов.

Основными биологическими преимуществами семенных растений, которые обеспечивают им эволюционный успех – независимость оплодотворения от капельножидкой воды, появляется новый чрезвычайно эффективный орган размножения.

Первые семенные растения появились еще 360 миллионов лет назад в палеозойском периоде (в конце девона). Семенные растения подразделяют на два отдела: Голосеменные и Покрытосеменные.

Билет 46

 Первые голосеменные появились в конце девонского периода около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным. Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой. Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках. Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды. Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки. В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.

В отличие от высших споровых, семенные растения производят семена-многослеточные образования, в то время как споры одноклеточны.

У подавляющего большинства голосеменных микро и мегаспорофиллы собраны в стробилы-собрания спорофиллов на оси, обособленной от вегетативной части. Ось – побег со спороносными листьями. У подавляющего большинства голосеменных стробилы однополые, то есть состоят только из микроспорофиллов или только из мегаспорофиллов. Стробилы образованные микроспорофиллами называют микростробилами, а из мегаспорофиллов - мегастробилами. Строение стробил разнообразно. Стробилы могут быть одноклеточными(саговниковые) , но чаще они образуют собрание, аналогичные соцветиям.

Гаметофиты голосеменных сильно редуцированы. Женский гаметофит не не порывает связи с материнским растением(со спорофитом), развиваясь внутри семезачатка. Редуцированные мужские гаметофиты своего полного развития достигают в микроспорангиях. Мужские гаметофиты семенных лишены антеридиев.

Древние гигантские голосеменные дали залежи каменного угля, особенно в Сибири. В настоящее время хвойные леса в значительной степени истреблены в результате лесозаготовок, лесных пожаров, а также вследствие строительства железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов. Немаловажную роль в сокращении площади лесов играют осушение болот, затопление, добыча нефти, угля и других полезных ископаемых. Хвойные деревья плохо переносят загазованность воздуха, копоть, так как их хвоинки многолетние и в них накапливаются ядовитые вещества, а устьица забиваются копотью, что вызывает пожелтение и отмирание хвои на 1-2 года раньше. Потеря лесных богатств - одно из экологических бедствий нашей страны.В Красную книгу СССР занесено 25 видов, а в Красную книгу РСФСР - 11 видов голосеменных растений. 

Билет 47

 Первые голосеменные появились в конце девонского периода около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным. Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой. Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках. Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды. Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки. В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.