ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ

АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ

РАСТЕНИЙ

Рабочая программа

Красноярск 2000

УДК 581.4(07)

Составитель: И.Е.Самосенко

Анатомия и морфология растений: Рабочая программа / Краснояр. гос. ун-т; Сост. И.Е.Самосенко. Красноярск, 2000. 22 с.

В методических указаниях изложена рабочая программа курса “Анатомия и морфология растений” для студентов 1 курса биологического факультета Красноярского госуниверситета по специальностям “Биология”, “Биоэкология”, “Экология”, “Биология-бакалавриат”, “Экология и природопользование - бакалавриат”. Приведены примерные варианты экзаменационных вопросов по данному курсу, а также словарь основных ботанических терминов.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Красноярского государственного университета

Ó Красноярский

государственный

университет, 2000

1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Морфология и анатомия растений – один из важнейших биологических курсов, являющийся базовым для многих других дисциплин ботанического, а также общебиологического профиля. Целью данного курса является формирование у студентов представлений о структуре тела растений, связанных с нею функциях, и их эволюционных изменениях. Основными задачами курса следует считать изучение формы тела растения и отдельных его органов, внутреннего строения, функций и формирования их в процессе онтогенеза и филогенеза, а также взаимосвязи растений и окружающей среды. Важной задачей курса следует считать также формирование у студентов научно-материалистического мировоззрения, взгляда на природу как совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных явлений и процессов, умения анализировать и выявлять причинно-следственные связи природных явлений.

Курс “Анатомия и морфология растений” является базовым для таких предметов, как систематика, экология, геоботаника, физиология растений. Знание структуры во многих случаях может дать ключ к пониманию функции того или иного органа или ткани растения. Сравнительный морфолого-анатомический подход необходим при изучении вопросов эволюции органического мира. Без достаточно глубокого знания анатомии и морфологии невозможно квалифицированно решать вопросы рационального использования растительных ресурсов, сохранения биоразнообразия, успешно проводить работы по интродукции растений.

После прохождения курса студенты должны знать строение органов и клеток растений, иметь представления о формировании структуры растительных организмов в онто- и филогенезе, владеть терминологией. Практические занятия по курсу должны способствовать закреплению теоретических знаний, а также привить умение пользоваться микроскопом, готовить препараты для микроскопии, распознавать элементы структуры растительных организмов и правильно оформлять результаты наблюдений.

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА “ АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ”

ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БОТАНИКИ

Ботаника – наука о структуре, жизнедеятельности, распространении, многообразии форм растений.

Объект, методы и место ботаники среди других научных дисциплин. Основные разделы ботаники.

Сходство и различия растений с другими живыми организмами. Отличительные особенности растений.

Положение растений в различных системах органического мира. Учение о надцарствах, царствах и подцарствах. Система органического мира А.Л.Тахтаджяна.

Значение растений в природе и для человека.

Краткий исторический очерк развития ботаники. Основные вехи развития ботаники (античность, Средние века, эпоха Возрождения). Значение работ Р.Гука, М.Мальпиги, Н.Грю, К.Линнея, Ч.Дарвина, М.Шлейдена, Т.Шванна.

Возникновение жизни на Земле: гипотезы и научные представления о возникновении жизни. Основные этапы биохимической эволюции углеродистых соединений. Первые живые фотосинтезирующие организмы.

ЦИТОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

ТЕМА 2. СТРОЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Клетка – основная структурная и функциональная единица живых организмов. Основные положения клеточной теории. Особенности строения прокариотической и эукариотической клеток. Эукариотическая клетка. Черты сходства и различия растительной и животной клеток. Формы и размеры растительных клеток.

Строение растительной клетки. Химический состав и физические свойства протопласта. Цитоплазма: мембранный принцип организации. Особенности строения биологических мембран. Плазмалемма. Гиалоплазма: химический состав, функции. Эндоплазматический ретикулум: строение, типы, основные функции. Рибосомы: морфологическое строение, локализация в клетке, функции. Аппарат Гольджи: строение и функции. Лизосомы: химический состав и роль в развитии клетки. Пероксисомы, сферосомы.

Двумембранные органеллы клетки. Митохондрии. Субмикроскопическое строение, форма, размеры, функции. Пластиды. Типы пластид. Хлоропласты, их форма и размеры. Микроскопическое и субмикроскопическое строение, биологическая роль. Лейкопласты. Их строение, функции. Хромопласты и их биологическое значение. Онтогенез и взаимопревращение пластид.

Клеточное ядро. Локализация в клетке, химический состав, морфологическое строение, функции. Ядрышки и их функции.

Размножение клетки. Хромосомы и их строение. Число хромосом в клетке. Митотическое деление ядра. Основные фазы митоза (профаза, метафаза, анафаза, телофаза) и их характеристика. Цитокинез. Биологическое значение митоза. Понятие клеточного цикла. Мейоз, его основные черты, биологическое значение. Фазы мейоза. Место мейоза в онтогенезе растений. Отклонения от нормальных делений клетки: амитоз, эндомитоз, полиплоидия.

Вакуоль. Строение, химический состав клеточного сока, функции. Роль вакуоли в создании тургорного давления. Явление плазмолиза.

Цитоплазматические включения: резервные вещества, метаболиты.

Клеточная оболочка, ее химическое строение и физические свойства. Образование клеточной оболочки. Первичная и вторичная оболочки. Одревеснение, опробковение и кутинизация клеточной оболочки и значение этих изменений для жизнедеятельности клетки. Плазмодесмы и поры (простые и окаймленные).

Гипотезы происхождения клеточных органелл. Симбиогенез.

Простейшие растительные организмы. Соотношение поверхности и объема тела растений. Характеристика низших растений (водорослей).

Талломная система организации водорослей. Одноклеточный уровень: амебоидный, коккоидный, жгутиковый, монадный, пальмеллоидный. Многоклеточный уровень: нитчатый, разнонитчатый, пластинчатый, харофитный, сифональный. Возможные пути увеличения поверхности и дифференциации тела водорослей. Причины появления многоклеточности – экономия трансформации и усвоения энергии как результат усложнения структуры, неизбежность усложнения материи путем эволюции.

Выход растений на сушу. Появление тканевого строения. Признаки высших растений.

ГИСТОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

ТЕМА 3. РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ

Ткани и принципы их классификации.

Образовательные ткани. Меристемы и их классификация. Первичные и вторичные меристемы. Классификация меристем по положению в теле растения: апикальные, латеральные (прокамбий, камбий, перицикл, феллоген), интеркалярные и раневые. Цитологические особенности клеток меристем. Типы деления меристематических клеток (антиклинальное, периклинальное, тангенциальное).

Ассимиляционные, запасающие, воздухоносные ткани (аэренхима): функции, цито-анатомическое строение. Расположение данных типов тканей в теле растения.

Покровные ткани. Эпидермис и его функции. Особенности строения клеток. Кутикула, ее образование, строение и значение для растений. Устьица: строение, принцип действия, функции. Типы устьичного аппарата у различных групп растений. Трихомы и эмергенцы, разнообразие их строения и роль в жизни растений.

Вторичная покровная ткань – перидерма. Особенности строения клеток и функции феллогена, феллодермы и феллемы (пробки). Формирование чечевичек и их физиологическое значение. Строение и функции ритидома (корки).

Всасывающие ткани. Функции и распространение среди различных групп растений.

Выделительные (секреторные) ткани. Наружные (экзогенные) выделительные ткани: железистые волоски, нектарники, осмофоры, гидатоды, пищеварительные железки. Внутренние (эндогенные) секреторные ткани: идиобласты, вместилища выделений, млечники. Схизогенные и лизигенные вместилища, особенности их развития. Млечники, их строение, выполняемые функции. Химический состав млечного сока (латекса), его биологическое значение и практическое использование.

Механические ткани, их значение в жизни растений. Колленхима, строение ее клеток. Типы колленхимы (уголковая, пластинчатая, рыхлая). Особенности строения клеток склеренхимы. Склеренхимные волокна и склереиды, их морфологическая и функциональная характеристика. Расположение механических тканей в теле растений.

Проводящие ткани. Ксилема: ткани, входящие в ее состав. Особенности строения клеток трахеальных элементов (трахеид, сосудов), их гистогенез. Классификация трахеальных элементов по типу утолщения вторичной оболочки (кольчатое, спиральное, лестничное, сетчатое, точечное). Эволюционные изменения структуры трахеальных элементов. Волокна: волокнистые трахеиды и волокна либриформа. Древесинная (вертикальная) паренхима и сердцевинные лучи. Тилообразование. Первичная и вторичная ксилема. Пути формирования элементов первичной ксилемы (экзархный, эндархный, мезархный).

Флоэма: ткани, входящие в ее состав. Цитологические особенности строения и гистогенез ситовидных элементов. Типы ситовидных элементов (ситовидные клетки, членики ситовидных трубок) и их эволюция. Строение и функции клеток-спутниц. Лубяные волокна и лубяная паренхима. Разделение флоэмы на первичную (протофлоэму, матафлоэму) и вторичную.

Проводящие пучки. Открытые и закрытые пучки. Классификация проводящих пучков по расположению элементов ксилемы и флоэмы: коллатеральные, биколлатеральные, концентрические (амфивазальные, амфикрибральные), радиальные.

ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ

ТЕМА 3. КОРЕНЬ

Понятие органа в морфологии растений. Основные направления эволюции вегетативных органов растений.

Корень, его функции. Зоны молодого корня: деления, роста (растяжения), всасывания, проведения. Строение и функции корневого чехлика. Особенности апикального нарастания корня. Понятие об инициальных клетках. Гистогены апикальной меристемы корня (дерматоген, периблема, плерома) и их роль в образовании тканей корня. Различия в особенностях функционирования апикальной меристемы двудольных и однодольных растений.

Первичное строение корня. Дифференциация первичной коры и центрального цилиндра. Первичная кора: экзо-, мезо- и эндодерма. Особенности строения и функции эндодермы корня. Пояски Каспари. Центральный цилиндр: перицикл, паренхима, проводящий пучок. Типы структур центрального цилиндра: монархный, диархный, три-, тетрархный, полиархный. Локализация первичной ксилемы и флоэмы в проводящем пучке корня.

Вторичное строение корня. Заложение камбия и формирование вторичных проводящих элементов в корне. Роль перицикла во вторичном утолщении корня. Заложение феллогена, развитие перидермы. Отмирание первичной коры. Явление поликамбиальности. Строение поликамбиальных корней на примере свеклы.

Типы корневых систем. Дифференциация корней в корневой системе древесных растений. Скелетные (опорные) и “сосущие” корни. Видоизменения корней в связи с дополнительными функциями. Микориза и ее типы. Симбиоз растений с азотфиксирующими бактериями. Корнеплоды и их значение в жизни растений и использование человеком.

ТЕМА 4. ПОБЕГ И СТЕБЕЛЬ

Побег как основной вегетативный орган семенных растений. Метамерное строение побега. Типы ветвления осевых органов растений: дихотомическое, моноподиальное и симподиальное. Классификация побегов по направлению роста (ортотропное, плагиотропное, анизотропное). Элементарные и годичные побеги.

Строение и деятельность апикальной меристемы побега. Слоистость в расположении клеток в конусе нарастания семенных растений. Понятие о гистогенах - тунике и корпусе. Заложение листовых примордиев.

Строение и функции почки. Верхушечные, пазушные и придаточные почки, их значение и особенности расположения. Спящие почки. Их роль в жизни растений. Открытые и закрытые почки. Процесс распускания почек.

Стебель и его функции. Морфология стебля. Классификация стеблей по положению в пространстве (прямостоячий, стелющийся, ползучий, приподнимающийся, вьющийся, лазящий, свисающий, плавающий и др.). Продолжительность жизни и размеры стеблей растений различных видов. Последовательность формирования постоянных тканей в стебле. Первичное строение стебля: эпидермис, первичная кора, центральный цилиндр (стела). Прокамбий, его строение и особенности заложения у разных групп растений. Развитие проводящей системы. Связь проводящих тканей стебля и листьев. Эволюция стели.

Вторичное строение стебля. Типы вторичных утолщений: пучковый, переходный, непучковый. Особенности строения и функционирования камбиальных клеток.

Анатомическое строение многолетних стеблей древесных растений. Особенности строения перидермы. Строение луба. Твердый и мягкий луб, их состав и расположение. Древесина: элементы, входящие в ее состав. Кольца прироста вторичной древесины и причины их образования. Тилообразование и его значение. Использование древесины и луба в народном хозяйстве.

Строение стеблей однодольных растений. Утолщение за счет клеток меристематического кольца, рост усиления. Аномалии вторичного роста стеблей.

Сравнительное анатомо-морфологическое строение осевых органов (стебля и корня) растений.

ТЕМА 5. ЛИСТ

Лист и его функции. Строение и морфологические типы листьев (бифациальные, эквифациальные, унифациальные). Отличительные особенности строения листа от вайи папоротника. Морфология листа. Типы листорасположения (филлотаксиса). Простые и сложные листья. Классификации листьев по форме листовой пластинки, рассечению, форме верхушки, основания, края листовой пластинки, жилкованию.

Анатомическое строение листа. Эпидермис, его строение и выполняемые функции. Особенности строения эпидермиса растений засушливых местообитаний. Мезофилл: дифференциация на палисадный и губчатый. Проводящие и арматурные ткани листа. Особенности строения проводящих пучков. Различия в строении листа растений различных экологических групп (тенелюбов и светолюбов). Онтогенез листа (внутрипочечная и внепочечная фазы). Продолжительность жизни листьев различных видов растений. Явление листопада и его биологическое значение. Разнообразие листьев (листовые формации, гетерофиллия, анизофиллия).

ТЕМА 6. МЕТАМОРФОЗЫ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ

Типы видоизменений побега. Подземные метаморфозы: корневища, луковицы, клебнелуковицы, клубни, каудекс; их морфологическая природа, строение, значение для вегетативного размножения и хозяйственной деятельности человека. Видоизменения надземных органов: столоны и усы, колючки, усики, кладодии, филлокладии, побеги суккулентов, ловчие органы насекомоядных растений; их функции, морфологическая природа и строение.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: