Как называется эта группа растений
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Основы систематики. Систематика растений
Основы систематики растений
Наука о распределении организмов на группы по степени родства называется, систематикой, а место того или иного организма в системе — классификацией.
Основателем систематики является К. Линней. Все растения относятся к одному царству. Царство растений делится на 2 подцарства: низшие и высшие растения.
К низшим растениям относятся водоросли. Некоторые из них имеют простое одноклеточное строение. Другие, хотя и являются многоклеточными, не имеют корней, стеблей и листьев.
Признаки высших растений
Большинство высших растений имеют ткани и органы. Вегетативные органы — корни, стебли и листья — выполняют функции питания и взаимодействия с окружающей средой. Генеративные органы (цветки) служат для полового размножения.
Моховидные, плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные растения размножаются спорами. Голосеменные и покрытосеменные растения размножаются семенами. Семена покрыты плотной оболочкой и содержат запасы питательных веществ и многоклеточный зародыш.
Хотя растения и разделяются па высшие и низшие, все они относятся к царству растений. Клетки низших и высших растений схожи по строению и жизнедеятельности. Все они способны к фотосинтезу при наличии хлорофилла.
Систематика растений
При изучении растений сходные друг с другом виды объединяют в роды, роды — в семейства, семейства — в порядки, порядки — в классы, классы — в отделы, отделы — в царство (рис.1,2):
Рис.1 Основные систематические категории растений
Таким образом, систематика — ото наука о степени родства организмов. Принадлежащие к определенной группе растения произошли от общих предков. У родов один общий вид — предок. Эти группы образовывались постепенно, в течение длительного времени, в результате приспособления к различным внешним условиям.
Вид — наименьшая единица в систематике, он объединяет растения, схожие по 4 признакам: 1) общее строение; 2) сходные экологические условия и общая территория обитания (ареал); 3) схожесть жизненных процессов, например скорость роста; 4) скрещиваемость и способность давать потомство.
К самой распространенной на земле группе растений относятся покрытосеменные, или цветковые. По строению семян, стеблей и листьев они подразделяются на два класса: однодольные и двудольные. Например, всем известный картофель (паслен клубненосный) относится к роду паслен, семейству пасленовых, порядку норичниковых, классу двудольных, отделу покрытосеменных. Вид лук репчатый относится к роду лук, семейству луковых, порядку лилейных, классу однодольных, отделу покрытосеменных растений.
Систематика и классификация животных.
Как и всем живым организмам, растениям свойственны такие процессы, как обмен веществ, питание, дыхание, размножение, рост и развитие, раздражимость. Им ; характерны все виды размножения. При классификации растения делят на группы. Самая большая единица царства — подцарство. Основными считаются следующие: вид —> род —> семейство —> порядок —> класс —> отдел —> царство.
Вид — наименьшая единица системы. При определении вида растения учитывается множество факторов: общее строение; сходные экологические условия и общий ареал; схожесть жизненных процессов; скрещиваемость и качество потомства.
Отделы растений: основные сведения
Глоссарий
Таксон — группа, состоящая из отдельных объектов, имеющих общие признаки и объединенных на основании данных признаков и свойств. Основные ранги таксонов — вид, род, семейство, класс, отдел.
Слоевище — тело растений, у которого не выделены органы растения и отсутствует сосудисто-волокнистый пучок.
Хроматофор — пластиды разной формы, содержащие пигмент у водорослей.
Спорофит — диплоидная фаза в развитии растений и водорослей, которая развивается из оплодотворенной клетки и производит споры.
Гаметофит — гаплоидная фаза в развитии растений, развивается из споры и производит гаметы.
Гаметы — половые клетки.
Ризоид — одна или несколько недифференцированных клеток у низших растений, которые выполняют функцию корня.
Историческая справка
Долгое время растения были лишь источником пищи или основой для снадобий, и каких-либо попыток классифицировать их не предпринималось. Впервые разделить растения на классы пытался ученик Аристотеля Теофраст. В своей работе «Historia plantarum» он выделил кустарники, деревья, полукустарники и травы. Именно его по праву считают «отцом ботаники», а увидеть его портрет можно на странице 10 учебника «Биология. 6 класс» под редакцией И. Н. Пономаревой.
В I веке Диоскорид, греческий ученый, собрал описания известных ему лекарственных трав. С падением Римской империи наука пришла в упадок, тем более ботаника, которая не изучала превращение металлов в золото и никаким образом не могла способствовать обогащению того, кто ей занимался. В средневековой Европе лишь описания лекарственных растений или травники были в ходу.
Попытки создать системы классификации предпринимались различными учеными в середине XVIII века. Одним из первых, в 1763 году, французский ученый М. Адансон опубликовал работу «Семейства растений», где на основе учета максимально возможного количества признаков он систематизировал известные растения.
Над классификацией растений работали Карл Линней, Себастьян Вайян, Жозеф Турнефор. Для классификации в биологической систематике принято использовать таксоны.
Признаки царства растений
Прежде чем перейти непосредственно к классификации растений, стоит вспомнить, что растения имеют ряд признаков, характерных всем представителям царства.
Признаки отделов растений
Согласно учебнику «Биология. 6 класс» под редакцией И. Н. Пономаревой, царство растений делится на подцарства. Выделяют подцарство низших растений и подцарство высших. Представителями подцарства низших растений являются водоросли.
В зависимости от сложности строения и способа размножения выделяют семь отделов растений, характеристики которых разберем ниже.
Отдел «водоросли»
Водоросли – наиболее примитивно устроенные представители царства растений. Тело водорослей называют таллом. По строению это однотипные клетки, среди которых невозможно выделить отдельные органы растений.
Клетки таллома водорослей:
Благодаря наличию светочувствительного глазка (стигмы) обладают фототаксисом, т. е. двигаются к источнику света для обеспечения процессов фотосинтеза.
Размножение может быть бесполым – с помощью деления таллома, и половым – с формированием гамет.
Значение. Являясь водными растениями, и продуцируя кислород как побочный продукт фотосинтеза, водоросли обеспечивают кислородом и питательными органическими веществами морских жителей, используются в пищу человеком, идут на корм скоту. Подробнее водоросли разобраны на странице 110 учебника «Биология. 6 класс» под редакцией И. Н. Пономаревой.
По своей структуре моховидные сложнее водорослей, и у представителей отдела выделяют стебель и листья. Отличительной особенностью является отсутствие корней. Функцию корня по всасыванию питательных веществ из почвы берут на себя ризоиды.
Значение. Моховидные способны накапливать большие объемы влаги, тем самым регулируя водный баланс планеты. Благодаря большой площади зеленой массы мхи обеспечивают планету кислородом. При перегнивании мхов образуется торф, который является питательной субстанцией для других растений, а также используется в качестве топлива.
В настоящее время ученые насчитывают около 1000 видов, хотя 350 млн лет назад плауновидные, хвощевидные и папоротниковые были основными представителями богатого растительного мира древней Земли. Отмирая и проведя в толще земли тысячелетия, из остатков растений сформировались залежи каменного угля — ценного полезного ископаемого.
Внешне современные представители похожи на мхи. Однако выделение у плауновидных дифференцированных корней, стебля и листьев позволило ученым отнести представителей отдела к высшим растениям.
Отдел «хвощевидные»
Как и плауны, гигантские представители хвощей населяли Землю 300 млн лет назад. В настоящее время хвощи встречаются в Северном полушарии, хотя возможно исследователи просто не нашли среди богатого растительного мира Южного полушария хвощи, и если вам это удастся, Нобелевская премия в кармане.
Уже с первого взгляда юный ботаник точно определит, что перед ним представитель хвощевидных: мутовчато расположенные листья в четко выделенных междоузлиях характерны только этому отделу.
Значение. Несмотря на то, что хвощ — сорняк, и благодаря мощному корневищу доставляет немало проблем земледельцам, он является индикатором кислоты почвы и необходимости внесения извести для получения качественного урожая. Для диких оленей и кабанов является источником пищи. В фармакологии отвары и экстракты из хвоща полевого используют как мочегонное средство.
Гуляя по лесу умеренной зоны, практически каждый видел ярко-зеленые широкие листья папоротников. Представители отдела многочисленны, и насчитывают около 10 тысяч видов. Стебель развит слабо, и зеленая масса листьев значительно преобладает над стеблем. Придаточные корни помогают растению хорошо фиксироваться в почве и получить больше питательных веществ. Папоротники размножаются делением корневища или с помощью спор. Половое и бесполое поколения разделены. Взрослое растение папоротника — бесполое поколение.
Значение. Благодаря пышной зеленой листве папоротники используются в качестве декоративных украшений садовых участков и для насыщения воздуха кислородом. Некоторые из представителей используются в кулинарии для приготовления экзотических блюд.
Эволюция не стояла на месте, и за 350 млн лет, прошедших с царствования папоротников, на планете сформировался более совершенный способ размножения — семя. Семя — это маленький спорофит с запасом питательных веществ, корешком, почечкой и зародышевыми листьями.
Отдел «голосеменные»
Многочисленные деревья, кустарники и лианы, чье семя лишено специального замкнутого хранилища для семяпочки и развивающегося из нее семени, относятся к отделу голосеменных. Умеренная зона северного полушария — наиболее подходящее место для обитания голосеменных. Именно там основная масса хвойных растений образует тайгу.
Значение. Древесина голосеменных используется в строительстве и целлюлозной промышленности в качестве топлива. Плоды некоторых голосеменных человек использует в пищу (хлебное дерево). Одним из удивительных представителей голосеменных является секвойя. Возраст некоторых из этих величественных деревьев перевалил за 1000 лет.
Отдел «покрытосеменные» или «цветковые»
Несмотря на то, что в масштабах эволюции отдел самый молодой, цветущие растения, радующие глаз на клумбах и полях, плодовые деревья и другие виды, чье семя защищено, составляют основную массу разнообразной флоры на планете Земля. В настоящий момент их число достигло 250 тыс. видов и продолжают открываться и искусственно выводиться новые виды.
Значение. К отделу относятся культурные и дикорастущие растения, которые человек использует в пищу. Древесина используется при строительных работах, в производстве мебели. Экстракты из различных частей растений используются в медицине.
Урок можно начать с беседы о многообразии растительного мира, предложить ученикам назвать растения. Если на лето выдавалось задание по сбору гербария, ученики показывают свои гербарии и рассказывают где были собраны растения (поле, лес, луг, сад и т.д).
В ходе беседы учитель подводит ребят к тому, что в настоящее время известно более 200 тысяч дикорастущих и культурных растений, и без знаний о систематизации изучить их все невозможно. Затем можно предложить ребятам прочитать сообщения №1 и №2 из списка ниже.
С помощью наводящих вопросов учителя о строении корня, стебля, семян и демонстрации наглядного материала ребята определяют отличия различных отделов растений. Ученики зачитывают остальные доклады.
Список тем для самостоятельной подготовки сообщений:
1. Какой отдел растений самый молодой?
Биология
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Основные понятия
Систематика растений — раздел биологии, который описывает различные группы растений и соотносит их между собой. Для того чтобы классифицировать организмы, необходимо выявить у них сходства и различия. На основании нескольких сходств мы можем объединить растения в крупную группу. Чем больше сходств между организмами, тем в более мелкую группу они будут входить.
Группы в биологии называются систематическими таксонами. Таксон — группа организмов, которая была выделена на основании общих признаков. Таксоны бывают разными по размеру. Наименьшим таксоном в биологии является вид.
Таксономическое описание вида
Классы цветковых растений
У цветковых растений два класса:
Двудольные растения. Чтобы понять название класса, нужно вспомнить строение зародыша семени. Зародыш состоит из:
Нас интересуют семядоли. Семядоли представляют собой крупные выросты зародыша. В этом и состоит главное отличие двудольных растений от однодольных: у двудольных две семядоли.
Строение семян двудольных растений
К другим отличиям двудольных растений относятся:
Существует огромное разнообразие двудольных растений. Этот класс включает более 350 семейств. Наиболее значимыми из них являются:
Однодольные растения. Исходя из названия, у однодольных растений есть всего одна семядоля.
Продольный разрез семян двудольных и однодольных растений
К другим отличиям однодольных растений относятся:
Однодольных растений меньше, чем двудольных. Этот класс включает 60 семейств. Наиболее значимыми из них являются:
Сравнительная характеристика двудольных и однодольных растений
Семейство Злаки
Это семейство имеет огромное значение для человечества. Злаковые растения были пищевыми культурами ещё много веков назад. Люди используют в пищу пшеницу, рожь, ячмень, овёс, кукурузу и рис. В итоге на прилавках мы видим хлеб, булочки, печень, макароны и другие продукты питания. Те злаки, что не пригодны в пищу людям, становятся кормом для животных, использующихся в сельском хозяйстве. К ним относятся тимофеевка, ежа, костер, мятлик и пырей. Овёс и пырей используются как лекарственныерастительные организмы из-за их целебных свойств.
Семейство злаки имеют и другое название — мятликовые.
Плод злаковых — зерновка, то есть это сухой односемянный нераскрывающийся плод.
Продольный разрез зерновки пшеницы
У злаков мелкие цветки, которые собраны в соцветия: початок (кукуруза), колос (рожь), сложный колос (пшеница) и метёлка (овёс). Соцветия нужны для приспособления к размножению с помощью ветра.
Цветки неправильные и двусторонне симметричные, то есть через них можно провести только одну ось симметрии. Цветки имеют две сросшиеся внутренние и две наружные чешуи, три длинных тычинки с крупным пыльником и один пестик с двумя рыльцами. Таким образом, формулу цветка злаков можно представить следующим образом: О(2)+2Т3П1 (околоцветник с двумя сросшимися и двумя несросшимися лепестками, три тычинки и один пестик).
Строение цветка злаков
Обычно растительные организмы растут с помощью верхушечного роста, но злаком присущ ещё и вставочный рост. Это такой рост растительного организма, который происходит в результате деления клеток междоузлий.
Листья злаков имеют влагалища — образования, которые позволяют листу защищать клетки в местах вставочного роста. Другой защитный механизм — язычок. Это плёнчатый вырост, который защищает место между влагалищем и стеблем от воды.
Особенности листьев злаковых
Самый важный представить злаковых — пшеница. Стебель пшеницы называется соломиной. Пшеница используется для приготовления хлебобулочных и макаронных продуктов питания.
Выделяют сорта пшеницы:
Виды пшеницы по способу выращивания:
Общие признаки злаков
Семейство Лилейные
Плод лилейных — сухая коробочка (тюльпан), которая раскрывается тремя створками, или ягода (ландыш).
У цветков растений семейства лилейных простой околоцветник (только венчик), шесть лепестков, шесть тычинок и один пестик. Венчик крупный и яркий, часто имеет приятный запах. Лепестки расположены в два слоя. Иногда цветки собраны в соцветие кисть (ландыш). Таким образом, формулу цветка лилейных можно представить следующим образом: О3+3Т3+3П1 (околоцветник с шестью лепестками, расположенными в два слоя, шесть тычинок, расположенных в два слоя, один пестик).
Часто у лилейных можно обнаружить видоизменения побега: корневище (тюльпан) или луковицу (лук). Эти приспособления позволяют лилейным успешно размножаться вегетативным образом.
Видоизменения побега лилейных
Общие признаки лилейных
Семейство Крестоцветные
Растения семейства крестоцветные привыкли к суровым условиям. Их редко можно встретить в тропиках: большая часть произрастает в умеренной зоне северного полушария. Как и всегда, главную роль отводят овощным культурам: капусте, репе, редьке, редису, хрену. Некоторые растительные организмы используют в народной медицине (горчица). Также среди крестоцветных много дикорастущих представителей, которые не нашли применения, например, пастушья сумка.
Исходя из названия главного представителя семейства, крестоцветные растения также называют капустными.
Плоды крестоцветных называются стручками, если они удлинены, и стручочками, если они укорочены. Это сухой плод с множеством семян внутри. Они прикреплены к перегородке, которая делит плод на две равные камеры. Раскрывается створками.
Цветки с двойным околоцветником. Несмотря на наличие чашечки и венчика, цветки тусклые, незаметные, мелкие. Обычно образуют соцветие кисть. В чашечке — четыре чашелистика, а в венчике — четыре лепестка. Они расположены крест-накрест. Так и появилось название семейства.
Внутри цветка находятся шесть тычинок и один пестик. Четыре из шести тычинок удлинены. Таким образом, формулу цветка крестоцветных можно представить следующим образом: Ч4Л4Т2+4П1.
Часто у растений семейства крестоцветных видоизменяются органы для запасания веществ. У капусты появляется кочан, у репы и редьки — корнеплоды.
Овощные культуры крестоцветных
Общие признаки крестоцветных
Семейство Бобовые
Бобовые растения являются древними культурными растительными организмами: горох, фасоль, чечевица, соя, арахис. Некоторые из них используются как корм для сельскохозяйственных животных: клевер, люцерна. Некоторые — как красивые украшения для создания атмосферы в помещении: люпин, акация. Есть и дикорастущие виды: чина, донник.
Другое название — мотыльковые.
Плод растений семейства бобовых легко запомнить: это боб. В противоположностьстручку крестоцветных, боб не разделён на две камеры перегородкой.
Сравнение боба и стручка
Цветки собраны в различные соцветия: простая и сложная кисть (люпин) и головка (клевер).
Цветки с двойным околоцветником, то есть имеют чашечку и венчик. Чашечка состоит из пяти чашелистиков. Лепестки бобовых особенные: обладают сложным строением:
Подобный цветок называют цветком мотылькового типа. По нему легко отличать бобовых от представителей других семейств.
Внутри цветка девять сросшихся и одна свободная тычинка и один пестик. Таким образом, формулу цветка бобовых можно представить следующим образом: Ч(5)Л1+2+(2)Т(9)+1П.
Главным видоизменением бобовых являются корневые клубеньки. На них живут клубеньковые бактерии, с которыми растение выстраивает симбиотические отношения. Бобовое растение предоставляет бактериям жильё, и взамен бактерии синтезируют содержащие азот соединения, которые нужны бобовому для питания. К таким азотным соединениям относят аминокислоты, нуклеотиды и витамины.
Знакомым всем видоизменением является вьющийся стебель гороха. Такое видоизменение нужно для опоры растения.
Общие признаки бобовых
Семейство Пасленовые
Плод пасленовых: ягода (томат) — сочный — и коробочка (белена) — сухой многосемянный. Ягоды картофеля и коробочки белены ядовиты.
Цветки с двойным околоцветником собраны в соцветия: завиток (белена), метёлка (паслен сладко-горький), кисть (паслен чёрный) и извилина (петуния).В цветке находятся пять сросшихся чашелистиков, пять сросшихся лепестков, пять тычинок и один пестик. Таким образом, формулу цветка пасленовых можно представить следующим образом: Ч(5)Л(5)Т5П1.
Для главного представителя пасленовых — картофеля — характерно видоизменение побега. Мы употребляем в пищу именно клубни. Плод картофеля — это на самом деле видоизменённый побег, который называется клубнем. Подземные побеги картофеля называются столонами, а клубень — это его утолщение. На поверхности клубня картофеля, особенно на верхушке, расположены почки — глазки. Такое тотальное видоизменение побега нужно для большого отложения питательных веществ, в частности крахмала.
Общие признаки пасленовых
Семейство Сложноцветные
Это самое крупное семейство класса двудольные — около 27 тысячи различных видов. Распространены везде. Самое известное растение семейства сложноцветные — подсолнух. Из семян подсолнуха добывают подсолнечное масло, которое применяется для приготовления пищи. К другим съедобным представителям растений семейства сложноцветных относят цикорий, эстрагон, топинамбур и салат латук. Среди сложноцветных множество декоративных растений: астры, ноготки, георгины и хризантемы.
Другое название сложноцветных — астровые.
Чтобы определить плод астровых, нужно вспомнить подсолнух. Те самые семена и являются их плодом семянкой. Он сухой и невскрывающийся. Плод одуванчика называется летучей семянкой из-за способности легко подхватываться ветром.
Цветки собраны в соцветие — корзинку. Околоцветник двойной: венчик яркий и выделяет нектар, но чашечка плохо развита. Лепестки сложноцветных бывают разной формы:
Венчик состоит из пяти сросшихся лепестков. Внутри расположены пять сросшихся тычинок и один пестик. Таким образом, формулу цветка сложноцветных можно представить следующим образом: Ч0Л(5)Т(5)П1.
Общие признаки сложноцветных
Семейство Розоцветные
Представители семейства розоцветные самые разнообразные. К съедобным растительным организмам относятся клубника, земляника, шиповник, слива, вишня, яблоня, груша, персик, абрикос и другие. Есть декоративные представители, например, роза или сакура. Не нашли применения у людей гравилат, манжетка и гусиная лапка.
Так как разнообразие розоцветных велико, то и велико разнообразие плодов: яблоко, костянка, многокостянка и многоорешек. Это плоды с сочным околоплодником.
Обычно цветки розоцветных одиночные, но иногда собираются в соцветие кисть (лапчатка) или щиток (вишня). Сами цветки с двойным околоцветником с пятичленной чашечкой и пятичленным венчиком. Внутри много тычинок и много пестиков (или один пестик). Таким образом, формулу цветка розоцветных можно представить следующим образом: Ч5Л5Т∞П∞ или Ч5Л5Т∞П1.
Для растений семейства розоцветных характерны видоизменения. У клубники — столоны для вегетативного размножения. У шиповника — шипы, а у боярышника — колючки для защиты от травоядных животных.