Контрольная работа по "Ботанике". 31

     Вариант 14 

1. Объяснить причину изменения  окраски листьев  осенью.

     Изменение окраски листьев — одна из первых примет осени. Много ярких красок в осеннем лесу! Березы, ясени  и липы желтеют, розовеют листья бересклета, пунцово-красными становятся узорные  листья рябины, оранжевыми и багряными листья осин. Чем же обусловлено это цветовое многообразие?

     В листьях растений наряду с зеленым  хлорофиллом содержатся желтые пигменты — каротиноиды. При наступлении  холодов образования новых молекул  хлорофилла не происходит, а старые быстро разрушаются.

     Каротиноиды же устойчивы к низким температурам, поэтому осенью эти пигменты становятся хорошо заметными. Они и придают  листьям многих растений золотисто-желтый и оранжевый оттенок.

     Осенний лес окрашен, однако, не только в  желтые тона. С чем связана лиловая и багряная окраска листьев?

     Наряду  с хлорофиллом и каротиноидами  в листьях растений имеются пигменты, которые носят название антоцианов. Они хорошо растворимы в воде и  содержатся не в цитоплазме, а в  клеточном соке вакуолей. Эти пигменты очень разнообразны по окраске, которая зависит в основном от кислотности клеточного сока.

     Антоцианы, как и каротиноиды, более устойчивы  к низким температурам, чем хлорофилл. Поэтому они и обнаруживаются в листьях осенью.

     Исследователи установили, что образованию антоцианов способствуют высокое содержание сахаров в растительных тканях, сравнительно низкая температура и интенсивное освещение.

     Увеличение  содержания сахаров в осенних  листьях происходит за счет гидролиза крахмала. Это имеет важное значение для транспортировки ценных питательных веществ из отмирающих листьев во внутренние части растений.

     Ведь  сам крахмал нетранспортабелен  в растении. Однако скорость оттока образующихся в результате его гидролиза  сахаров из листьев при низких температурах невелика.

     Кроме того, при падении температуры  ослабляется дыхание растений и, следовательно, лишь незначительное количество сахаров подвергается окислению.

     Все эти факторы благоприятствуют накоплению в растительных тканях сахаров, которые начинают использоваться в синтезе других веществ, в частности антоцианов.

     Образование антоцианов зависит также от интенсивности  света. Если осенью внимательно приглядеться к яркой окраске деревьев и  кустарников, то можно заметить, что  багряный цвет имеют в основном те листья, которые лучше всего освещены.

     Раздвиньте  пылающий огненными красками куст бересклета, и вы увидите внутри желтые, бледно-желтые и даже зеленые листья.

     Во  время дождливой и облачной осени  листва дольше сохраняется на деревьях, однако она не так ярка из-за недостатка солнца. Преобладают желтые тона, обусловленные присутствием каротиноидов, а не антоцианов. Низкая температура также способствует образованию антоцианов.

     Если  стоит теплая погода, то лес изменяет свою окраску медленно, но едва ударит морозец, как сразу запылают осины и клены. 
 
 
 

Как происходит листопад?

     Листопад - опадение листьев. Обычно у деревьев и кустарников, реже у трав (крапива, недотрога). Листья могут опадать одновременно все в определённый период года (у листопадных деревьев) или постепенно по одному в течение длительного времени (у вечнозелёных растений). Листопадные деревья во влажнотропических лесах стоят без листьев иногда всего несколько дней, в умеренном поясе — до 8—9 месяцев Листопад - нормальный физиологический процесс, связанный со старением листьев. Перед листопадом в листьях происходят глубокие биохимические, физиологические и структурные изменения. Хлорофилл обычно разрушается, каротиноиды сохраняются дольше и обусловливают осеннюю окраску листьев. Питательные вещества из листьев оттекают в запасающие органы (клубни, корневища и т. п.) к точкам роста, к растущим молодым листьям. Механизм листопада связан с появлением у основания листа (или основания черешка) отделительного слоя из легко разъединяющихся паренхимных клеток. Проводящие пучки, удерживающие лист на стебле, разрываются под тяжестью листа и порывами ветра. Листопад - выработанное в процессе эволюции приспособление к уменьшению в неблагоприятных условиях поверхности наземных органов, что сокращает потерю влаги и предотвращает поломку ветвей под тяжестью снега. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. В каких тканях и  органах происходит отложение первичного и вторичного крахмала.

     Крахмал — питательное вещество, состоящее  из углерода, водорода и кислорода. Он относится к углеводам сложного состава.

     В растениях встречается крахмал  первичный и вторичный. Первый образуется только в зеленых частях растения. Он создается из неорганических веществ — углекислого газа и воды — под действием лучей света в хлоропластах. Это явление называется фотосинтезом.

     На  свету в каждой зеленой клетке, в хлоропластах, видны в микроскоп  мельчайшие беловатые зернышки первичного крахмала. Под действием фермента диастаза крахмал — твердое вещество — легко превращается в сахар (глюкозу), который в растениях всегда находится в жидком состоянии и потому способен переходить из клетки в клетку и передвигаться по всему растению. Так, например, на свету в листьях картофеля накопляется первичный крахмал, который, переходит в глюкозу, а последняя переносится в подземные органы, в клубнях которых скопляется уже вторичный крахмал в виде хорошо заметных крахмальных зерен. Этот вторичный крахмал часто называют запасным крахмалом.

     Он  откладывается в лейкопластах и  почти сплошь заполняет клетку. В  картофельной муке крахмальные зерна выделены из клеток.

     Кроме запасного крахмала, в клетках  встречаются еще скопления запасных белков в виде так называемых алейроновых  зерен. Например, в семенах гороха между более крупными крахмальными зернами видны мельчайшие алейроновые  зерна. В зерновках злаков также имеются запасные белки в виде мелких шаровидных образований, заполняющих клетки алейронового слоя.

     Отложения крахмала широко распространены во всех органах растения, но особенно богаты им бывают семена, подземные побеги (клубни, луковицы, корневища), система проводящих тканей, корней и стеблей древесных растений. В семенах крахмал накапливается сравнительно у немногих растений (злаки, бобовые, гречишные и некоторые другие семейства). Из подземных органов, особенно богатых крахмалом, можно назвать клубни картофеля.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Описать способы прививок растения.

     Прививки - один из способов вегетативного размножения. Посредством прививки искусственно сращивают части одного растения (черенка, почки) с побегом другого  растения. Растение, которое прививают (пересаживают), называется привоем, а то, к которому прививают,— подвоем. Привой не образует собственных корней, а получает воду и неорганические соли из корней подвоя. Прививки используют, главным образом, для тех растений, которые с трудом дают придаточные корни и не могут размножаться черенками и отводками. При семенном же размножении, такие сорта расщепляются и не воспроизводят сорта материнского растения.

     Вегетативное  размножение сохраняет в основном биологические свойства и признаки материнского растения, например, пирамидальность, разрезнолистность, окраску цветка и пр. Оно позволяет выращивать комнатные растения из кусочков стебля, листа, корня, так как многие декоративные тропические виды в условиях умеренного климата семян не дают — например, алоэ, фикус, традесканция, монстера, антуриум, аукуба и многие другие.

       Вегетативный способ размножения  — пока единственно возможный  путь закрепления у многих  растений тех ценных сортовых  свойств, которые накапливал и  отбирал человек в процессе многовековой культуры. Чистые сорта, ценные своими качествами (окраска, махровость, запах и т.п.), можно сохранить только при условии вегетативного размножения. В этом и состоит существенное отличие вегетативного и семенного размножения. Вегетативно размноженные растения зацветают скорее, чем выращенные из семян.

       Существуют различные способы  вегетативного размножения: стеблевыми  и листовыми черенками, делением  кустов, отпрысками, отводками, усами  и т.п.

       Наиболее распространено размножение  стеблевыми черенками. Черенком называется любая отделенная от стебля часть, которая в благоприятных условиях развивается в самостоятельное растение. Лучшее время для черенкования — весна (март — апрель). Посаженные в это время черенки успевают образовать хорошую корневую систему, дают несколько побегов в течение летнего периода и лучше перезимовывают, чем черенки более поздней посадки. Черенкованные ранней весной растения зацветают летом: бегония, пеларгония, фуксия, абутилон и др. На черенки лучше брать молодые или чуть одревесневшие побеги длиной 6—8 см, с 2—3 междоузлиями и 3—4 листами, иначе они могут загнить.

       У некоторых растений (например, филодендрона) при недостатке посадочного  материала можно использовать  средние части побегов с одним  узлом. Некоторые растения (драцену) можно размножать старыми участками стебля (по 1—2 узла), сбросившими листья. Для черенкования часто используют небольшие стеблевые побеги, их можно срезать с «пяткой», т.е. с кусочком ткани основного стебля. При необходимости получить большое количество посадочного материала у этих растений срезают верхушку. Это провоцирует образование боковых побегов близ среза (у драцены, кордилины). Если листья на черенке крупные, их укорачивают наполовину, чтобы уменьшить испарение воды.

       Срезают черенки острым ножом, не сжимая живых тканей. Нижний срез делают косым (непосредственно под листом или почкой), верхний — на 1—1,5 см выше почки. Исключение составляют некоторые ароидные, у которых срезы делают на 2—3 см ниже узла, так как корни у них могут образовываться и на междоузлиях. При черенковании растений, содержащих млечный сок, черенки на время опускают в теплую воду.

       Трудно укореняющиеся черенки  обрабатывают ростовыми веществами. Сок алоэ стимулирует развитие  растений, образование корней у  черенков. Его можно использовать как весьма доступный и эффективный биостимулятор для укоренения черенков. Гумат натрия используется из расчета 1—1,5 г на 100 мл горячей воды.

       При черенковании кактусов и  других суккулентов срезы необходимо  присыпать толченым углем, дать 2—3 дня подсохнуть, после чего черенки высадить в специально подготовленные горшки или ящики. На дно горшка или ящика укладывают дренажный слой (мелкие черепки, гальку или крупнозернистый песок) высотой 2—3 см, затем насыпают дерновую и листовую землю (поровну), смешанную с 1/5 части хорошо промытого песка. Высота питательного слоя должна быть 4—5 см. Сверху кладут слой крупнозернистого, хорошо промытого речного песка толщиной 3 см.

       Опыт показывает, что легче укореняются  те черенки, которые размещены  у стенок горшка, так как кислород воздуха, проникая через поры стенки, находится, в непосредственном контакте с корнями растений, стимулируя их развитие. Во избежание закисания почвы предпочтительнее использовать горшки маленьких размеров и помещать по нескольку черенков по периметру горшка, что гарантирует успешное укоренение.

       Сажают черенки с помощью заостренной  палочки толщиной в карандаш. Острым концом в песке делают  отверстия на расстоянии 5-6 см  одно от другого и сажают  черенки так, чтобы их нижний  конец погрузился в слой песка на 1—2 см (травянистых растений — мельче, древесных — глубже). Затем песок к черенку плотно прижимают.

       Посаженные черенки (ежедневно  утром и вечером до конца  укоренения) опрыскивают водой комнатной  температуры. Горшки или ящики  накрывают стеклом, так как под ним лучше сохраняется тепло и влажность, устанавливают в светлом, но несолнечном месте с температурой 20—25°С тепла. При такой температуре черенки через 2—4 недели образуют корни и начинают расти.

       После укоренения молодые растения постепенно приучают к комнатному воздуху. Для этого днем снимают стекло сначала на 1—2, на следующий день — на 2—3 часа, а через 1—1,5 недели убирают совсем. Затем их высаживают в горшочки размером 7x7 или 10x10 см (учитывая длину черенка) и обязательно с комочком почвы вокруг корней. Для посадки берут смесь, соответствующую данному виду, но более легкую, чем для взрослого растения. На дно горшка кладут черепок выпуклой стороной вверх, поверх него насыпают слой песка толщиной 2—3 см. На дренаж насыпают земляную смесь. После этого укоренившийся черенок опускают в горшок и присыпают почвой. Постукиванием горшка о стол землю распределяют равномерно между корнями, а по краям уплотняют плоской деревянной палочкой. После посадки растеньице поливают тепловатой водой, 7—10 дней содержат в затененном месте и ежедневно опрыскивают. Через год, а некоторые быстрорастущие культуры (бегонии, фуксии и др.) и раньше, пересаживают в посуду больших размеров. Лучшее время для пересадки — март—апрель.

       Стеблевые черенки традесканций, пеларгоний, седума и некоторых  других растений высаживают сразу  в горшки. Фикусы, олеандры можно  укоренять в бутылке с водой  на солнечном окне. Листовыми  черенками (целыми листьями с  черешком) размножают бегонию реке, сенполию и пеперомию.

       У хорошо сформированного листа  бегонии реке подрезают толстые  жилки в местах расхождения,  кладут нижней поверхностью на  влажный песок, прикалывают деревянными  крючками или слегка придавливают  небольшими камешками. Через 3—4  недели из каждого надреза вырастает новое растение.

       Частями листьев размножают сансевиерии.  При этом развитые листья разрезают  на куски длиной 6—10 см. Поверхность  срезов присыпают угольным порошком, черенки сутки подсушивают, потом  высаживают в речной песок.  У кактусов и других суккулентов срезы присыпают порошком из толченого древесного угля, дают черенку несколько подсохнуть, а затем укореняют в чистом полусухом песке без укрытия стеклом.

       Многие комнатные растения (аспйдистру, хлорофитум, пеперомию и др.) размножают делением куста, обычно весной при пересадке.

       У камнеломки и хлорофитума  развиваются свешивающиеся боковые  побеги — «усы», оканчивающиеся  новыми растеньицами, образующими  (даже в воздухе) корешки. Эти  растеньица отрезают и высаживают  в отдельные горшочки с рыхлой землей.

       Луковичные растения размножают  молодыми луковичками (детками), которые образуются у донца  материнской луковицы (у амариллисов,  кринумов, зефирантесов и др.). Стеблевыми  отростками можно размножать  шаровидных кактусов-карликов, которые  при пересадке взрослого растения отделяют и сажают в другой горшок.

       Корневыми отпрысками размножают  кливии, филодендроны, агавы, алоэ, драцены  и др., т.е. растения, которые образуют  на придаточных корнях маленькие  растеньица. При пересадке материнского  растения их осторожно отделяют, сохраняя корешки, и сажают в отдельную емкость.

       Растения с подземными стелющимися  разветвленными стеблями (сансевиерию,  аспидистру и др.) размножают глазками  или почками, из которых развиваются  новые побеги. Корневища разрезают  острым ножом так, чтобы на каждом отрезке была почка. Место разреза посыпают толченым древесным углем. Отрезки высаживают в горшки с песчанистой почвой.

       Если растения плохо размножаются  черенками или если нужно в  короткое время получить довольно  большое молодое растение, делают воздушные отводки (у цитрусовых, фикусов, драцен). Для этого на ветке под узлом делают косой надрез до середины стебля, и надрез раздвигают или срезают кольцо коры шириной около 2 см — до камбия. Часть ветки в месте подреза или срезанного кольца обертывают влажным мхом, а сверху — полиэтиленовой пленкой, закрепив ее на обоих концах. Мох периодически увлажняют. Через 1—2 месяца в месте подреза образуются корни. Отводок отрезают и высаживают в легкую землю. Первое время уход осуществляется как за высаженными укоренившимися черенками.

       Прививками размножают растения  в том случае, когда другими  способами не удается в полной  мере сохранить те или иные  декоративные или сортовые особенности  растений, или если красивое, ценное  растение в комнатных условиях на своих корнях не растет, а на корнях менее прихотливого растения оно растет хорошо. Последнее в основном относится к кактусам. К тому же известно, что порой оказывает большое влияние на привитую часть. Он способен ускорить и усилить рост и развитие привитого растения, заставить его раньше, обильнее, продолжительнее и красивее цвести, увеличить или сократить срок его жизни, повысить устойчивость к вредителям и болезням.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Дать описание строения цветка.

     Цветок  — это укороченный и ограниченный в росте побег, выполняющий генеративную функцию. Состоит из: цветоножки, цветоложа с чашелистиками и лепестками (околоцветник), а также тычинок и плодолистиков. Чашелистики произошли от верхних вегетативных листьев и служат для защиты цветка в бутоне, их совокупность называется чашечкой. Лепестки служат для привлечения опылителей. Совокупность лепестков образует венчик. Он бывает раздельнолепестным и сростнолепестным.

     Тычинки цветка представляют собой микроспорофиллы  и состоят из тычиночной нити и пыльника с двумя пыльцевыми мешками, или микроспорангиями. Количество тычинок может быть от одной (семейство орхидейные) до сотен. Совокупность тычинок в цветке образует андроцей. Тычинки могут быть сросшимися и свободными. Каждая половинка пыльника имеет два (реже одно) гнезда - микроопорангия. Гнезда пыльника заполнены материнскими клетками микроспор, микроспорами и зрелой пыльцой. В пыльниках осуществляются микроспорогенез и микрогаметогенез. Пыльцевое зерно является незрелым гаметофитом. В пыльцевом зерне в результате мейоза материнской клетки формируются две гаплоидные клетки: клетка трубки и генеративная клетка, которая позднее делится на два спермия. Проросшее пыльцевое зерно с ядром трубки и двумя спермиями представляет собой зрелый мужской гаметофит.

     Верхняя часть цветка занята плодолистиком, включающим семязачаток, или мегаспорофилл. Верхние концы плодолистиков вытягиваются в столбик, заканчивающийся рыльцем, который обычно состоит из двух лопастей. Совокупность плодолистиков в цветке называется гинецевм. В зависимости от положения различают верхнюю, полунижнюю и нижнюю завязи. Семязачатки располагаются на плацентах завязи, в которых происходят макроспорогенез - формирование макроспор и макрогаметогенез - формирование женского гаметофита, а также процесс оплодотворения.

     Семязачаток после оплодотворения заключенной  в нем яйцеклетки развивается  в семя. Семязачаток состоит из центральной части - нуцеллуса, одного или двух покровов - иитогументоа, которые  на верхушке нуцеллуса образуют канал - микропиле. В семязачатке различают апикальную (верхушечную) часть - микропилярную и противоположную ей халазальную часть. От халазы отходят интигументы.

     Женский гаметофит развивается из материнской  клетки мегаспоры, находящейся внутри семяпочки. В результате мейоза материнской клетки образуются четыре гаплоидных мегаспоры, три из которых отмирают. Четвертая клетка развивается в женский гаметофит, который в зрелом состоянии представляет собой восьмиядерный зародышевый мешок. Этот мешок включает: яйцеклетку, две вспомогательные клетки-синергиды, расположенные у микропиле, центральную двуядерную клетку, и три клетки-антиподы, находящиеся на противоположном конце от микропиле.

     У покрытосеменных растений в цветках  есть особые железки-нектарники, которые  вырабатывают сахаристую жидкость - нектар, имеющий в своем составе гормоны и бактерицидные вещества. Нектарники привлекают насекомых-опылителей и влияют на процесс оплодотворения и развития семени и плода.

       Цветки могут быть однополыми и обоеполыми. Обоеполые цветы содержат и тычинки и пестики, а однополые содержат либо андроцей, либо гинецей и могут развиваться на одном растении (однодомные) и на разных растениях (двудомные).

     Цветки  могут быть симметричными и асимметричными. Симметричные цветки делятся на актиноморфные (симметричные по всем направлениям) и зигоморфные (имеющие одну ось симметрии), например горох. Асимметричный цветок не-. возможно разделить на две равные части.

     Цветки  могут быть одиночными или собраны  в соцветия.

     Простые соцветия: кисть, зонтик, головка, колос.

     Сложные доцветия: корзинка, сложный зонтик, щитрк, сложный колос.

     Биологическое значение соцветий: соцветия увеличивают  вероятность опыления цветков при  экономии материала. Из органических веществ, которые идут на строительство одного крупного цветка, растение создает множество мелких цветков, при этом резко возрастает количество плодов, созревающих на растении. У ветроопыляемых растений соцветия облегчают перекрестное опыление. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Какова  биологическая роль перекрёстного опыления растений.

     Когда растение отцветает, завязь дает начало плоду, а семена образуются из семяпочек. Чтобы появились семя и плод необходимо условие попадания пыльцы на рыльце пестика. Опыление - это процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика у цветковых растений и на микрополе семязачатка голосеменных.

     Есть  разные способы опыления. Возможно попадание пыльцы на рыльце пестика  с цветка этого же растения. Название такого процесса – самоопыление растений. В том случае, когда пыльца образовалась в цветке другого растения, опыление называется перекрестным. Перекрестное опыление свойственно большинству цветковых растений. Оно обеспечивает обмен генами, поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяций, определяет целостность и единство вида.

     В перекрестном опылении участвуют насекомые. В весеннее время на деревьях появляются белые или розовые сильно пахнущие цветки. Много пчел, шмелей летят к цветкам. Они садятся то на один цветок, то на другой. Цветы прямо манят насекомых к себе, благодаря нектару, выделяемому внутри цветка. Насекомые едят сладкий сок растений. А пчелы, собрав нектар, преобразуют его в мед, чтобы покормить свое потомство. Помимо нектара, пчелы добавляют к корму личинок собранную с цветков пыльцу.

     Целый день – от рассвета до заката – пчелы летают над цветами. Садясь на разные цветки, они извлекают своим удлиненным хоботком из недр цветка нектар. Выполняя это действие, пчелы прикасаются к пыльце и переносят ее на брюшке, хоботке, лапках, так как она прикрепляется к волоскам, густо покрывающим тело насекомого. Попадая на другой цветок, пчела дотрагивается своими частями тела липкого рыльца. Таким образом, насекомые являются переносчиками пыльцы с одного цветка на другой, причем эти цветки могут располагаться на разных деревьях. Это описание процесса перекрестного опыления растений посредством насекомых.

     Чем ярче окрашен венчик растения, тем  он привлекательнее для насекомых. Они видят его на большом расстоянии. Также насекомые могут ориентироваться  на запах в поисках еды.

     Интересно, что большие белые цветки душистого табака раскрываются в вечернее время, днем они обычно закрыты. А опыляют эти цветки сумеречные бабочки. Причем интенсивный цветочный аромат цветков этого растения приманивает насекомых издалека. А венчики белого цвета хорошо различимы в темноте.

     В опылении цветков огурцов также  принимают участие насекомые, чаще пчелы. В сельском хозяйстве часто  выращивают огурцы в теплицах. Поскольку  там пчел нет, чтобы получить урожай, необходимо вручную опылять цветки. Процесс опыления заключается в переносе с помощью кисти пыльцы с цветка на цветок. Эта работа трудоемкая и длительная. В настоящее время из положения нашли выход. В теплицах размещают маленькие ульи с пчелами, которые опыляют растения и помогают получить хороший урожай.

     Часто у растений мелкие цветки составляют соцветия, как например, у подсолнечника. Таким образом, насекомые с далекого расстояния замечают эти соцветия, что способствует перекрестному опылению посредством насекомых.

     Также перекрестное опыление может осуществляться при помощи ветра. Это связано с тем, что не у всех растений есть яркие цветки с нектаром и сильным запахом. На отдельных растениях, к примеру, многих деревьях (ива, тополь), злаковых растениях (рожь, кукуруза), кустарнике (лещина), распускаются мелкие бледные цветки, которые не содержат нектара и без запаха. Поэтому они не привлекают насекомых и опыляются с помощью ветра.

     Можно самостоятельно понаблюдать летом  за процессом опыления ржи. Придите  на поле ржи ясным солнечным утром. Яркое солнце уже согревает землю. Три тычинки каждого из цветков этого растения свисают вниз на длинных тычиночных нитях. Их пыльники, содержащие пыльцу, качаются под порывами даже легкого ветерка. Со временем пыльник лопается. Тогда освобождается светлое облачко сухой пыльцы, рассеивающейся вокруг. В это же время перистые рыльца обнажаются из цветка. Это благоприятствует попаданию пыльцы с цветков одного растения на рыльца других. Это описание перекрестного опыления посредством ветра. Конечно, чтобы осуществилось такое опыление, необходимо близкое расположение растений, как например, на поле ржи.

     Вышеописанный способ опыления используется для размножения  орешника. Это растение цветет ранней весной. Сережки орешника туго наполнены  пыльцой и под ее тяжестью свисают  вниз. Если чуть тронуть ветку, то посыплется облачко пыльцы желтого цвета. Пыльца переносится ветром на красные нитевидные рыльца. Обычно кусты орешника располагаются группами близко друг к другу. Поэтому перекрестное опыление осуществляется легко. Облегчает процесс опыления то, что в лесу орешник цветет раньше других деревьев и кустарников.