Лабораторная работа №12 (2 часа)

Семейство Rosaceae – Розовые. Семейство Fabaceae – Бобовые

Теоретические сведения

Семейство Rosacea – Розовые включает в себя около 100 родов и свыше 3000 видов, распространенных практически по всему земному шару с заметным преобладанием в субтропических и умеренных областях Северного полушария. Растения весьма разнообразных жизненных форм – вечнозеленые и листопадные деревья, кустарники, полукустарники, многолетние и однолетние травы.

Листья очередные или очень редко супротивные, простые или сложные, снабженные прилистниками, свободными или прирастающими к черешку, реже без прилистников.

Цветки одиночные или собраны в соцветия различных типов, обычно энтомофильные, актиноморфные, циклические, обоеполые. Околоцветник двойной, редко венчик редуцирован. Чашелистиков и лепестков обычно по 5, реже по 3, 4, 6, 8 или более. Чашечка часто с подчашием, образующим как бы наружный круг чашелистиков. Чашелистики, лепестки и тычинки расположены по внутреннему краю более или менее ясно выраженной и обычно вогнутой, часто бокальчатой или блюдцевидной цветочной трубки – гипантия. Нижняя часть гипантия образована разросшимся цветоложем, а верхняя – сросшимися основаниями лепестков, чашелистиков и тычинок. Степень участия этих частей цветка в формировании гипантия у разных родов различна. В центре гипантия находится от 1 до многих плодолистиков. Гинецей апокарпный или синкарпный. Завязь верхняя или нижняя.
Тычинок в 2-4 раза больше чем лепестков, реже столько же, сколько лепестков или чашелистиков, редко всего 2 или 1.

Плоды очень разнообразны: многолистовка, многоорешек, многокостянка, костянка, яблоко, очень редко – коробочка. Семена без эндосперма.

По строению цветка и плода семейство делится на 4 подсемейства: спирейные, яблоневые, сливовые, розовые.

Размножаются розовые семенами, однако большую роль в их распространении занимает и вегетативное размножение. Большинство трав расползаются с помощью плагиотропных побегов и подземных корневищ.

Среди розовых очень много полезных растений, прежде всего плодовых (яблоня, груша, айва и др.), косточковых (вишня, слива, абрикос, персик, миндаль), ягодных (земляника, клубника, малина); очень много декоративных (роза), лекарственных (шиповник) и других. Таким образом, хозяйственное значение семейства очень велико.

Семейство Fabaceae – Бобовые включает около 490 родов и 12000 видов, широко распространенных от тропиков до холодных районов севера.

Подразделяется на 3 подсемейства: цезальпиниевые, мимозовые, мотыльковые. Крупнейшее подсемейство мотыльковые.

Бобовые распространены по всему миру, но цезальпиниевые и мимозовые приурочены к тропикам и субтропикам. В пределах своего ареала бобовые занимают очень разнообразные местообитания.

Среди бобовых известны почти все жизненные формы, исключая паразитов и эпифитов. Некоторые древесные представители достигают 60-80 метров высоты и в тоже время существуют крохотные, всего в несколько сантиметров однолетние травы. На корнях значительной части бобовых имеются клубеньки, которые возникают как разрастания паренхимной ткани их корней вследствие внедрения и эндогенного расселения азотфиксирующих бактерий рода ризобиум.

Характерны разные типы сложных листьев; с прилистниками, которые рано опадают, либо сильно разрастаются (горох). Листья и отдельные листочки способны совершать разного рода круговые движения или складываться на ночь.

Цветки обоеполые, нередко довольно крупные яркие, собраны в простые соцветия: кисть, зонтик, головку.

У мотыльковых и цезальпиниевых цветок зигоморфный, а у мимозовых актиноморфный. Околоцветник всегда двойной. Чашечка состоит из 5, реже из 4 срастающихся чашелистиков, правильная или неправильная. Лепестков 5 (всё подсемейство мотыльковых, часть цезальпиниевых и мимозовых) или 4 (остальные цезальпиниевые и мимозовые). Венчик мотыльковых устроен характерно. Верхний, наружный по своему положению в почке и обычно самый крупный лепесток получил название флага (паруса). Он способствует привлечению насекомых опылителей. Боковые лепестки называются крыльями (веслами) и используются насекомыми в качестве посадочной площадки. Самые внутренние по положению в почке лепестки обычно срастаются вдоль нижнего края, образуя лодочку (киль). Лодочка подобно защитному футляру, предохраняет тычинки и пестик и препятствует посещению цветков мелкими насекомыми, которые поедают пыльцу или нектар, но не являются эффективными опылителями. Венчик цезальпиниевых также более или менее неправильный, но верхний лепесток, гомологичный флагу, занимает в почке внутреннее положение. У мимозовых все лепестки одинаковые – свободные или сросшиеся.

У одних родов андроцей многобратственный, когда все 10 тычинок свободные (софора, термопсис ). У других – однобратственный, когда все 10 тычинок срастаются, между собой тычиночными нитями, образуя так называемую тычиночную трубку, внутри которой располагается пестик (люпин). Наконец, большинство родов семейства имеет двубратственный андроцей: 9 тычинок срастаются тычиночными нитями в трубку, а одна тычинка свободная (горох, люцерна, вика, чина). Мотыльковые очень часто имеют гипантий. Гинецей почти всегда монокарпный, с верхней одногнездной, редко двугнездной завязью.

Плод – боб. Семена в нём располагаются на двух створках и покрыты плотной кожурой, благодаря которой сохраняют всхожесть несколько лет.

После злаков бобовые – важнейшая по практической значимости для человека группа цветковых растений.

Практические задания и контрольные вопросы

К занятию необходимо знать следующие вопросы: систематическое положение и общую характеристику семейств розовые и бобовые. Уметь правильно препарировать предложенные цветки и плоды, составлять их формулы и диаграммы.

Цель занятия: Изучить характерные признаки розовых и бобовых. При этом:

- познакомиться с разнообразием видов семейств;

- изучить и охарактеризовать предложенные цветки и плоды;

- определить прогрессивные и примитивные признаки в строении цветков.

Систематическое положение изучаемых объектов:

Отдел: Angiospermae или Magnoliophyta – Покрытосеменные или цветковые

Класс: Dicotyledones – Двудольные

П/класс: Rosidae – Розиды

Порядок: Rosales – Розоцветные	Порядок: Fabales – Бобовоцветные
Семейство: Rosaceae – Розовые	Семейство: Fabaceae – Бобовые
Род:	Род:
Вид:	Вид:
Род:
Вид:
Род:
Вид:

Материалы и оборудование: бинокулярные микроскопы, наборы для микропрепарирования, влажные препараты, чашки Петри, гербарные образцы, таблицы, мультимедийные материалы.

Задания:

1. Познакомьтесь с разнообразием розовых Архангельской области по гербарным материалам, запишите названия не менее 10 представителей на русском и латинском языках:

2. Запишите ответ на вопрос: какое природное и хозяйственное значение видов семейства розовые для нашего региона?

3. Изучите морфологическую структуру и биологическое значение разных типов гипантия, сделайте соответствующие рисунки и записи:

Гипантий – это
Аппендикулярный гипантий – это	Аксилярно-аппендикулярный гипантий – это
Примеры видов:	Примеры видов:

Схема аппендикулярного гипантия	Схема аксилярно-аппендикулярного гипантия

4. Изучите влажные и сухие препараты цветков и плодов гравилата речного (Geum rivale), шиповник майский (Rosa majalis), яблоня домашняя (Malus domestica). Сделайте необходимые зарисовки. Заполните соответствующие таблицы, уделяя внимание эволюционно примитивным и прогрессивным морфологическим признакам.


Формула цветка Geum rivale
	Условные обозначения:
Строение пестика Geum rivale		Диаграмма цветка Geum rivale

Схема строения цветка Geum rivale в продольном разрезе с аппендикулярным гипантием		Плод Geum rivale

Примитивные эволюционные признаки строения цветка Geum rivale

Прогрессивные эволюционные признаки строения цветка Geum rivale

Актиноморфный цветок Спиральное расположение плодолистиков Верхняя завязь Выпуклое цветоложе Апокарпный гинецей Неопределённое число тычинок и пестиков Чашечка с подчашием Все части свободные (искл. чашечка) Аппендикулярный гипантий Большое число кругов тычинок


Формула цветка Rosa majalis
	Условные обозначения:
Строение пестика Rosa majalis		Диаграмма цветка Rosa majalis
	Условные обозначения: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 –		Условные обозначения: 1 – 2 – 3 –
Схема строения цветка Rosa majalis в продольном разрезе с аксилярно-аппендикулярным гипантием		Плод Rosa majalis

Примитивные эволюционные признаки строения цветка Rosa majalis	Прогрессивные эволюционные признаки строения цветка Rosa majalis


Формула цветка Malus domestica
	Условные обозначения:
Строение пестика Malus domestica		Диаграмма цветка Malus domestica
		Условные обозначения:
Схема строения цветка Malus domestica в продольном разрезе с гипантием
		Условные обозначения: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 –
Плод Malus domestica

Примитивные эволюционные признаки строения цветка Malus domestica	Прогрессивные эволюционные признаки строения цветка Malus domestica

5. Опишите в чём биологический смысл характерного для розовых явления гетеробатмии:

6. Составьте схему образования плодов розовых в зависимости от исходной формулы цветка, приведите примеры конкретных видов:

7. Познакомьтесь с разнообразием бобовых Архангельской области по гербарным материалам, запишите названия не менее 10 представителей на русском и латинском языках:

8. Запишите ответ на вопрос: какое природное и хозяйственное значение видов семейства бобовые для нашего региона?

9. Изучите влажные препараты цветков и плодов гороха посевного (Pisum sativum). Сделайте необходимые зарисовки. Заполните соответствующие таблицы, уделяя внимание эволюционно примитивным и прогрессивным морфологическим признакам.


Формула цветка Pisum sativum
	Условные обозначения:
Строение пестика Pisum sativum		Диаграмма цветка Pisum sativum
	Условные обозначения
Схема строения цветка Pisum sativum		Плод Pisum sativum

Примитивные эволюционные признаки строения цветка Pisum sativum	Прогрессивные эволюционные признаки строения цветка Pisum sativum

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Какое строение имеют цветки розовых?

2. Как называются плоды розовых?

3. Какие части цветка участвуют в их образовании?

4. Какие жизненные формы выделяют в семействе розовые?

5. Какие особенности строения у листьев видов семейства розовые?

6. Какие приспособления развились у некоторых розовых к защите от поедания животными?

7. В каком направлении идет эволюция цветка и плода в пределах семейства?

8. Что такое гетеробатмия?

9. Какое значение имеют розовые в природе?

10. Какие виды семейства розовые и бобовые культивируются человеком и с какой целью?

11. Почему цветок бобовых называют биологическим замком против неэффективных опылителей?