Характеристика класса двудольные

     Курсовая  работа 
 

     Тема  «Характеристика класса двудольные» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Содержание 

     Введение 

     Глобальная  проблема современности - производство пищи. Быстрый рост населения земного  шара выдвигает задачу максимальной интенсификации сельскохозяйственного производства: повышения урожайности возделываемых культур и продуктивности животноводства. Эту задачу решают технологические науки: растениеводство и животноводство, базирующиеся на достижениях фундаментальных биологических дисциплин, среди которых первое место занимает ботаника. Продовольственный вопрос в настоящее время становиться всё острее, в результате стали развиваться такие науки как генная инженерия. Вопрос селекции растений, способных прокормить увеличивающееся население земного шара и в то же время с меньшими затратами на их выращивание. В решении продовольственного вопроса большую роль играют двудольные растения, так как к двудольным относятся почти все знакомые нам деревья и кустарники, а также многие травы. В их составе плодовые деревья, картофель, бобовые и вездесущая соя. Поэтому глубокое изучение класса двудольных растений,  раскрытие их качеств и возможностей достаточно актуальны в настоящее время.

     Тема  работы: «Характеристика класса двудольные».

     Цель  работы: выявить характерные черты  растений класса двудольные.

       Задачи работы:

• Выявить отличительные черты  растений класса двудольные
• Провести сравнительную характеристику класса двудольные и однодольные
• Изучить структуру класса двудольные
• Изучить анатомию растений класса двудольные

     При написании данной работы, в сборе  материалов, их научной интерпретации применялись следующие методы: дедукции, индукции, анализ и синтез.

     В качестве методической базы использовались труды Андреевой Н.Г., Родмана Л.С., Баландина С.А., Белоусовой Л.С., Блукета Н.А., Еленевский А.Г., Миркин Б.М., Рейва П. и др.

     Работа  состоит из введения, двух глав, заключения и библиографического списка.

     Новизна работы заключается в том, что  анатомические особенности растений подобраны именно для двудольных, тогда как во многих учебниках  анатомия растений описывается в  целом для всех покрытосеменных растений.

     Практическая  значимость работы заключается в  возможности её использования в учебном процессе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 1. Основные черты  растений класса

     двудольные 

     1.1. Систематика покрытосеменных как  определение места двудольных растений в иерархии высших растений 

     Первые  попытки классификации бесконечного разнообразия мира растений предприняты  задолго до нашей эры. Растения описывались  и объединялись по их применению. В Китае около

     В середине века в европейских странах  появляются многочисленные травники с изображением и описанием полезных, в основном лекарственных растений. Лишь древнегреческий естествоиспытатель, философ Теофраст (372—278 лет до н. э.), описав 450 растений, классифицировал их, исходя из морфологии: выделил деревья, кустарники, полукустарники и травы; указал на отличия стеблей, листьев и семян двудольных и однодольных растений.

     Принципы  такой морфологической классификации  стали основными лишь в эпоху  Возрождения, которую можно считать  началом периода искусственных систем (XVI-XVIII вв.). Первая научная система - это система А. Чезальпино (1583). В капитальном труде «О растениях» он выделил 14 классов, исходя из жизненной формы (деревья, кустарники, травы) и строения плодов. Принципиальная заслуга А. Чезальпино в том, что в основу классификации были положены не субъективные, а объективные признаки, важные для самого растения, а не для человека. В XVII в. появляется целый ряд классификаций, основанных на строении плодов и цветков (Р. Морисон, Д. Рей, А. Ривинус, Ж. Турнефор).

     Высшим  достижением этого периода является система выдающегося шведского  естествоиспытателя К. Линнея (1735). К. Линней избрал в качестве основного систематического признака орган размножения - цветок, точнее, строение андроцея. Из 24 классов (1500 видов) 23 класса – растения явнобрачные (имеющие цветки), 24-й класс - тайнобрачные (не имеющие цветков папоротники, мхи и др.). Классы были разбиты на порядки по числу пестиков и их положению. Порядки делились на роды (более 1000), роды — на виды.  Эта система сыграла огромную роль в развитии ботаники, так как она была первой действительно научной объективной системой. Система К. Линнея оказалась очень удобной. Для каждого нового растения можно было легко найти место, которое вид занимает среди уже известных. Существенным недостатком системы был ее искусственный характер, растения были сгруппированы на основании удачно выбранных, но немногих признаков: число и характер тычинок для классов, число пестиков для порядков. Поэтому в одну группу объединялись растения, связанные не родством, а лишь сходством в строении, иногда случайным.

     Линней  вполне осознавал ограниченность своей  системы, он писал: «Искусственная система  служит, только пока не найдена естественная: первая учит только распознавать растения, вторая научит нас самой природе растения».

     Начиная со второй половины XVIII в. появляются естественные системы, в которых растения объединялись по структурному сходству; систематические единицы располагались в последовательности, которая устанавливала близость между ними, выявляя взаимосвязи. Период естественных систем длился до второй половины XIX в. Первая естественная система была создана французским ботаником А. Жюссье в 1789 г. Им было описано 100 семейств, виды которых располагались так, что подчеркивались черты их сходства и отражалось развитие растительного мира. Каждое семейство заканчивалось описанием вида, имеющего признаки сходства с последующим семейством. После системы А. Жюссье появляются и другие системы, опирающиеся на представления о неизменяемости видов и стремившиеся найти тот план строения, по которому они были созданы.

     После опубликования теории Ч. Дарвина (1859). Начался новый период истории  систематики, длящийся до наших дней, - период эволюционной, или филогенетической, систематики. Признание эволюции требовало при построении классификации растений объединять формы, единые по происхождению, а не просто сходные по большинству признаков; располагать таксоны так, чтобы это соответствовало путям эволюционного развития. Эта сложнейшая задача потребовала углубленного изучения самих растений, привлечения новых фактов и методов.

     Первой  и наиболее распространенной филогенетической системой является система А. Энглера (1887). Она основана на признании псевдантовой теории происхождения цветка - примитивными считаются цветки невзрачные, преимущественно ветроопыляемые, однополые и лишенные околоцветника. Система А. Энглера, разработанная очень детально, вплоть до родов, а иногда и до видов, удобна для использования и сохраняет свое значение до настоящего времени. Материалы большинства крупнейших гербариев мира располагаются по этой системе. В этой системе были выделены и двудольные в составе покрытосеменных. Из двух классов покрытосеменных однодольные приняты за более примитивный, давший начало двудольным [1, с.398-403].

     Таким образом, систематика покрытосеменных, выработанная с годами, поставила  двудольные растения на более высокую  ступень, чем однодольные в иерархии высших растений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.2. Сравнительная характеристика классов  двудольных и однодольных 

     Выделяют  два класса покрытосеменных: Monocotyiedones (однодольные) с примерно 65 000 видов и Dicotyledones (двудольные). Сходства между ними намного больше, чем различий, тем не менее это легко распознаваемые естественные группы. Среди однодольных такие хорошо известные растения, как злаки, лилии, ирисы, орхидеи, рогозы и пальмы. К двудольным относятся почти все знакомые нам деревья и кустарники (кроме хвойных) и многие травы. Основные различия между этими классами обобщены в прил.1 [2, с. 311-313].

     Каждый из признаков в отдельности недостаточен для отнесения растения к тому или другому классу, так как есть немало отклонений от типичного для класса строения. Например, у некоторых несомненных двудольных растений зародыш имеет лишь одну семядолю вследствие редукции второй или благодаря срастанию обеих, в одну (чистяк из семейства Лютиковые, хохлатки из семейства Дымянковые, цикламен из семейства Первоцветные и др. - до 40 случаев), а есть двудольные с дуговидным жилкованием простых листьев и мочковатой корневой системой (подорожник); с закрытыми проводящими пучками, рассеянно расположенными на поперечном разрезе стебля (кувшинка из семейства Кувшинковые, некоторые Перечные, василистник и воронец из семейства Лютиковые); с трехчленными цветками (у некоторых барбарисовых, лавровых и др.).

     Таким образом, каждый признак, отличающий двудольные растения от однодольных, имеет относительную  ценность, и решать вопрос о принадлежности того или иного растения к одному из классов надо не по одному признаку, а по их совокупности. Родственные связи подклассов двудольных и однодольных  показаны в приложении 2.

     Практическое  значение однодольных и двудольных растений одинаково велико, хотя и  различно. Однодольные дают человеку незаменимую пищу - хлеб. Это злаки: пшеница, рис, кукуруза, рожь, ячмень, просо, овес и др. Среди двудольных также есть важнейшие пищевые растения: картофель, соя и другие бобовые, подсолнечник, гречиха, в тропиках - хлебное дерево, маниок, батат и др.

     Среди плодовых и овощных ведущая роль принадлежит двудольным: яблоня, груша, вишня, черешня, абрикос, персик, лимон, апельсин, виноград, грецкий орех, миндаль, смородина, малина, клубника и капуста, морковь, свекла, огурцы, томаты, арбуз, дыня и др. и однодольным: бананы, финики, кокос, ананас, лук, чеснок, спаржа. Сахар в тропиках получают из однодольного растения - сахарного тростника, в умеренных широтах - из двудольного - сахарной свеклы.

     Среди кормовых одинаково велика роль и  двудольных (бобовые), и однодольных (злаки).

     Среди технических растений преобладают двудольные: лен и хлопчатник (основные прядильные культуры), а также джут, кенаф, конопля; дуб, бук, липа (используют как поделочную древесину); клещевина, рапс (используют для выработки технического и пищевого масел).

     Преобладают двудольные и среди лекарственных, красильных, дубильных и эфиромасличных растений, каучуконосов. Двудольные и однодольные широко используют как декоративные растения [1, с. 404-405].

     Таким образом, и двудольные и однодольные  растения значимы для человека, но класс двудольных преобладает по количеству сфер применения и по количеству видов. 
 
 
 
 
 
 
 

     1.3. Общая характеристика класса  двудольные

     Класс двудольные или магнолиопсиды включает восемь подклассов, 429 семейств, около 10000 родов и не менее 190000 видов.

     Подкласс  магнолииды. К подклассу магнолиид относятся наиболее примитивно устроенные из ныне живущих цветковых растений [4, c.56]. О чем свидетельствует: преобладание древесных и широко встречающаяся жизненная форма вечнозеленого дерева; строение древесины (у некоторых тропических родов она представлена лишь трахеидами с окаймленными порами - бессосудистая древесина); паренхимные ткани часто со сферическими эфиромасличными клетками; совмещение признаков одно- и двудольности;  семена с маленьким зародышем, обильным эндоспермом,  иногда также и с периспермом [ 2, с.408]

     Архаические признаки заметны в структуре  цветка. Вариации строения цветка восходят к одному типу, по структуре приблтжающемуся  к стробилу голосеменных. Цветок исходного  типа - радиально-симметричный, с вытянутым стеблеобразным цветоложем, на котором спирально располагается неопределенно большое число несрастающихся друг с другом элементов околоцветника, Андроцея и апокарпного гинецея, У многих магнолиид цветок эволюционировал и имеет гемициклическое, реже циклические строение с определенным небольшим числом элементов околоцветника и гинецея [2, с.409].

     К магнолиидам принадлежат большей  частью древесные, часто вечнозеленые растения.

     Подкласс  магнолиид включает 40 семейства (18 порядков).  Порядки магнолиевые, лавровые, нимфейные и другие[4, с. 56]

     Порядок магнолиевые - это растения древнего происхождения. По палеоботаническим данным магнолиевые в меловом периоде распространялись до высоких широт Гренландии, Аляски, Австралии. Современный ареал магнолиевыхразорван (часть в Северной и Центральной Америке, часть в Юго-Восточной Азии и Австралии).

     Многие  магнолиевые - деревья и кустарники тропических и субтропических стран.

     Некоторые магнолиевые достигают больших  размеров (35— 40 м). Например, тюльпанное дерево во Флориде образует колоннообразные стволы до 75 м высотой и 10 м в окружности.

     Род магнолия включает 70 видов. Древесина магнолии и тюльпанного дерева ценится очень высоко, а их кора обладает лекарственными свойствами. Цветки используются в парфюмерной промышленности.

     Порядок лавровые наиболее крупный в подклассе магнолиид. Представители его очень близки к порядку магнолиевых. Однако в строении цветка у них появляются следующие особенности: циклическое расположение и срастание членов около­цветника и тычинок. Цветки лавровых актиноморфные, обоеполые, реже раздельнополые. Гинецей чаще апокарпный, одноплодолистиковый. Плод - ягода или костянка.

     Семейство лавровые включает около 2000 видов. Такие его виды, как коричник, камфарное дерево, авокадо, лавр благородный, известны с глубокой древности. Все лавровые за исключением рода кассита, включающего паразитические виды, вечнозеленые, ароматические растения. Их кора, древесина, листья, цветки, плоды содержат эфирные масла, поэтому имеют приятный, пряный запах.

     Порядок нимфейные - это водные травы, большей частью корневищные, не имеющие сосудов.

     Нимфейные широко распространены в водоемах всего  земного шара. К этому порядку  относят три семейства: кабомбовые, нимфейные, или кувшинковые, и роголистниковые [4, с.58]

     Семейство нимфейные - самое крупное в порядке и самое древнее из покрытосеменных. На территории России представлены роды кувшинка, кубышка. Самое крупное растение из семейства нимфейных - виктория амазонская, или виктория-регия, встречающаяся в водах Амазонки на мелководье. Диаметр ее листьев достигает 3 м, цветки крупные, до 35 см в диаметре. Листья кувшинковых плавающие или выступающие над водой.

     Подкласс  ранункулиды.  Этот подкласс близок к подклассу магнолиид. Почти все ранункулиды - травы, имеющие сосуды. Цветки обоеполые и однополые, спиральные и спироциклические. Семена с маленьким зародышем и большим эндоспермом.

     В подкласс ранункулид входит порядок  лютиковые и близкие к нему порядки маковые, саррацениевые, содержащие по одному семейству.

     Порядок лютиковые представляет собой группу, возникшую от предков, общих с магнолиевыми, но с преобладанием травянистых форм. Эволюция цветка шла от ациклических к циклическим, от правильного (актиноморфного) околоцветника до зигоморфного у высокоспециализированных видов. Порядок включает несколько семейств, из которых лютиковые и барбарисовые наиболее многочисленные и широко распространенные.

     Семейство лютиковые  включает около 50 родов и 2000 видов. В основном это травы, как исключение - кустарники и лианы (ломонос); среди лютиковых есть водные растения (водный лютик), а также растения сырых местообитаний. Распространены лютиковые в умеренных и холодных странах земного шара. Представители лютиковых имеют весьма разнообразное строение цветка: актиноморфные, зигоморфные, с простым или двойным околоцветником. Число тычинок неопределенное со спиральным расположением или определенное с циклическим расположением.  Гинецей апокарпный   (лютик), но иногда наблюдается частичное срастание   плодолистиков  (морозник пузырчатый) или плодолистик один (воронец). Плоды лютиковых - листовки (аконит), односемянные орешки (лютик), иногда ягоды (воронец) и коробочки (водосбор). Большинство лютиковых насекомоопыляемые растения, эволюция их цветка шла в направлении приспособления к опылению различными насекомыми, в связи с чем цветки многих лютиковых имеют нектарники, очень разнообразные по окраске и форме.

     Для растений семейства лютиковых характерно содержание алкалоидов в различных частях растения. Животные их не поедают, так как растения ядовиты. Сок некоторых растений вызывает раздражение кожи человека и ожоги (лютик жгучий). Некоторые растения, как горицвет весенний, содержат вещества, оказывающие целебное действие. Целый ряд лютиковых с красивыми цветками, соцветиями и листьями культивируют как декоративные растения: водосбор, борец, живокость, василистник, ветреница и др.

      Подкласс  гамамелидиды. Растения подкласса гамамелидид большей частью древесные растения, имеющие сосуды. Они произошли, вероятно, непосредственно от магнолиид. Среди гамамелидид сохранились и бессосудистые растения. Цветки чаще анемофильные, в большей или меньшей степени редуцированные, мелкие, однополые, реже двуполые. Основной линией эволюции гамамелидид является постепенный переход от энтомофилии к анемофилии. В подкласс входит более 10 порядков, из которых назовем крапивные, казуариновые, буковые, ореховые (рис.1).

     Порядок казуариновые содержит одно семейство и один род с 40—50 видами, обитающими в основном в Австралии. Ископаемые остатки их известны в верхнемеловых отложениях.

     Порядок буковые содержит два семейства - буковые и березовые. Это деревья и кустарники - основные лесообразующие породы лиственных и смешанных лесов. Цветки мелкие, почти всегда раздельнополые, собранные в соцветия сережка, головка и колос. Пестичные цветки заключены в чашевидную плюску, которая образована видоизмененными ветвями соцветия. Часто на плюске имеются чешуйки, бугорки, шипы и т. п.

     К семейству буковые принадлежат роды дуб, бук, каштан. Буковые распространены в умеренных и субтропических широтах и имеют важное хозяйственное и ландшафтное значение.

     Семейство березовые содержит около 200 видов, это типичные растения умеренного пояса. К семейству принадлежат роды береза, ольха, лещина, граб и др. Роды лещина и граб иногда выделяют в самостоятельные семейства. Во флоре России насчитывается около 40 видов березы, четыре вида граба, семь видов лещины (лесной орех) и десять видов ольхи. Это листопадные деревья и кустарники. Растения однодомные. Соцветия раздельнополые, цветки часто лишены околоцветника. Плоды ореховидные, семянка или крылатка.

     Подкласс  кариофиллиды. Растения этого подкласса обычно травянистые, реже полукустарники, кустарники и деревья, имеющие сосуды, с цельными листьями. Цветки у них обоеполые, большей частью безлепестные.

     Характерным признаком являются согнутые семяпочки. Возможно, кариофиллиды произошли от ранункулид. Большинство представителей подкласса - растения засушливого климата. Подкласс объединяет три-четыре порядка, из которых рассмотрим гвоздичные.

     Порядок гвоздичные  включает более 10 семейств. Семейство маревые, или лебедовые, представлено в основном травянистыми растениями, с простыми, очередными или супротивными листьями, без прилистников, с невзрачными мелкими цветками, собранными в соцветия клубочки, которые объединяются в разнообразные сложные соцветия (роды свекла, лебеда).

     Семейство кактусовые представлено суккулентными растениями необычной и очень разнообразной формы. Листья у них редуцированы в колючки, щетинки и жесткие волоски. Цветки у кактусов либо одиночные, очень крупные, либо расположены пучками. Члены цветка расположены спирально, гинецей апокарпный, плоды ягодообразные, мясистые. Родина кактусов - Южная и Центральная Америка.

     Семейство гвоздичные  насчитывает более 2000 видов. Представители его широко распространены на территории России. Это в основном травы и полукустарнички, с простыми цельными листьями, расположенными супротивно. Цветки актиноморфные, циклические. Гинецей синкарпный, с верхней завязью, семяпочек много. Плоды - коробочки, раскрывающиеся створками или зубчиками, редко орешки, ягодообразные. Представители рода - звездчатка, смолевка, смолка, гвоздика..

     Подкласс  диллениевые. Диллениевые включают растения различных жизненных форм с очень разнообразными цветками. К ним относят такие порядки, как диллениевые и чайные, которые сохранили общие примитивные черты - спирально-циклическое строение цветка, апокарпность гинецея и др. Для порядков вересковые), эбеновые и первоцветные характерна спайнолепестность. Порядок фиалкоцветные и близкий к нему порядок бегониевые объединяют разные семейства с общим для всех свойством - циклические цветки с раздельнолепестным венчиком и верхней завязью. Порядок мальвоцветные характеризуется циклическим цветком, многочисленными тычинками, которые срастаются в пучки или трубки, окружающие гинецей. К этому порядку близок порядок молочайные (ЕирНогЫа1ев). Сюда же относят порядок каперсо-цветные с большим семейством крестоцветных  и ивовых. Представители семейств чайных и зверобойных, относящиеся к порядку чайные, издавна ценятся за содержащиеся в них танины.

     Подкласс  розиды.  Подкласс объединяет растения различных жизненных форм: деревья, кустарники, травы. Розиды произошли, вероятно, от диллениид. Для них характерны сосуды, различным образом расчлененные листья. Цветки большей частью обоеполые, с двойным околоцветником. Андроцей из большого количества тычинок, гинецей апокарпный или ценокарпный.

     Подкласс  розиды включает такие порядки, как  камнеломковые, розоцветные, бобовые, протейные, миртовые, рутовые, гераниевые, аралиевые, крушиновые и др. Среди розид можно проследить несколько линий эволюции покрытосеменных, например: от актиноморфных раздельнолепестных цветков с хорошо развитым цветоложем (порядок розовые) к зигоморфным спайнолепестным цветкам, приспособленным к энтомофилии (порядок бобовые); от спирально-циклических цветков с неопределенным (большим) количеством членов цветка   (розовые)   к циклическим с определенным и небольшим числом частей цветка (гераниевые); от апокарпного гинецея и  верхней завязи   (бобовые)   к ценокарпному гинецею, средней и нижней завязи  (розоцветные, крушиновые, лоховые).