Контрольная работа по «Ботанике»

Министерство  сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учереждение

Высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

Имени академика Д.Н. Прянишкова»

 

 

Кафедра

 

 

 

Контрольная работа

По  дисциплине «Ботаника»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2013

 

Содержание

Современная ботаника как  фундаментальная наука, ее задачи и  методы исследования	3
Продукты вторичного обмена эфирные масла, соли кальция, дубильные  вещества, смолы и тд.	4
Классификация сосудисто-волокнистых  пучков.	8
Подотдел низшие грибы. Важнейшие  представители. Меры борьбы с грибами-паразитами высших растений.	9
Отдел Плауновидные. Биология, представители, значение.	12
Сем. Яснотковые. Общая  характеристика, представители, значение.	13
Сем. Льновые. Общая характеристика, представители, значение.	14
Медоносные растения. Описать  не менее 6 растений из различных семейств.	15
Свет как экологический  фактор. Экологические группы растений по отношению к свету. Фотопериодизм.	19
Растительная ассоциация. Растительная формация.	20
Список литературы	21

 

Современная ботаника как фундаментальная  наука, ее задачи и методы исследования

Ботаника  — одна из фундаментальных и старейших  биологических наук, предметом изучения которой служит растение. Без знания теоретических основ ботаники невозможно развитие таких важных для народного хозяйства отраслей, как селекция культурных растений, полеводство, луговедение, лесоведение, болотоведение, тундроведение, фармакология, зеленое строительство и разработка мероприятий по охране природы.

Современная Ботаника - многоотраслевая  наука, подразделяющаяся на частные  дисциплины (отделы):

1. Систематика, которая классифицирует растения на основе общности строения и происхождения (задача создать систему в растительном мире):  
     а) Флористика - часть систематики, которая изучает флору - список видов какой-то территории (ед. флоры является вид). Со времен Линнея (шведский ученный) растения имеют ФИО и пишутся на мертвом латинском языке: Ф. - семейство, И.,О. -род, вид. 
     б) Ботаническая география - изучает дикие, спонтанные виды и занимается распространением их по шару.
2. Морфология-наука о внешнем строении органов растений и их видоизменениях Делится на: а) Микроскопическая морфология. Сюда относится анатомия - изучает строение тканей и органов растений, эмбриология и гистология. б) Макроскопическая (органография). Основоположник морфологии считается И.Ф. Гете о метаморфозе растений.
3. Фитоценология - изучает растительность, т.е. исследует растительный покров Земли, его видовой состав, структуру, динамику связей со средой, закономерности распределения и развития растительных сообществ. (Растительность - это группа видов сложившихся в процессе эволюции на какой-то территории и составляющий определенный ландшафт).
4. Изучение функций растений: Физиология-наука о процессах, протекающих в растении: закономерностях роста, развития и жизненных отправлений в зависимости от внешних условий; Биохимия - изучает процессы химические, происходящие в растительном организме.

Важнейшие задачи современной Ботаники изучение строения растений в единстве с условиями их жизни, изучения их последовательности для создания новых сортов, повышение их урожайности, устойчивости к заболеваниям, полеганием и т.п. Многие растения способны использовать такие сложные органические вещества, как алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, витамины из которых готовят лекарственные препараты. Действие их на организм человека различно: одни успокаивают нервную систему, другие способствуют лучшему пищеварению, третьи снижают кровяное давление. Ответственная роль человека в сохранении зеленого покрова Земли в создании сортов культурных растений - источника пищевых продуктов и лекарственных веществ, широко используемых в медицине и ветеринарии.

Методы исследования в ботанике

Ботаника пользуется как наблюдением, так и сравнительным, историческим и экспериментальным методами, включающими  сбор и составление коллекций, наблюдение в природе и на опытных участках, эксперимент в природе и в  условиях специализированных лабораторий, математическую обработку полученной информации. Наряду с классическими  методами регистрации тех или  иных признаков изучаемых растений используется весь арсенал современных  химических, физических и кибернетических  методов исследования.

Продукты вторичного обмена эфирные  масла, соли кальция, дубильные вещества, смолы и тд.

Вторичные соединения образуются по преимуществу у вегетативно малоподвижных  групп живых организмов — растений и грибов, а также многих прокариот.

Алкалоиды - азотсодержащие органические соединения основного характера, преимущественно растительного происхождения. Выделяют следующие основные группы алкалоидов: пирролидиновые, пиридиновые, пиперидиновые, пирролизидиновые, хинолизидиновые, хиназолиновые, хинолиновые, изохинолиновые, индольные, дигидроиндольные (беталаины), имидазоловые, пуриновые, дитерпеновые, стероидные (гликоалкалоиды) и алкалоиды без гетероциклов (протоалкалоиды). Многие из алкалоидов обладают специфическим, часто уникальным физиологическим действием и широко используются в медицине. Некоторые алкалоиды — сильные яды (например, алкалоиды кураре). 
Антраценпроизводные — группа природных соединений жёлтой, оранжевой или красной окраски, в основе которых лежит структура антрацена. Они могут иметь различную степень окисленности среднего кольца и структуру углеродного скелета (мономерные, димерные и конденсированные соединения). Большинство из них являются производными хризацина (1,8-дигидроксиантрахинона). Реже встречаются производные ализарина (1,2-дигидроксиантрахинона). В растениях производные антрацена могут находиться в свободном виде (агликоны) или в виде гликозидов (антрагликозиды). 
Витанолиды — группа фитостероидов, получивших свое название от индийского растения Withania somnifera (L.) Dunal (сем. Solanaceae), из которого было выделено первое соединение этого класса - витаферин А. В настоящее время известно несколько рядов этого класса соединений. Витанолиды — это полиоксистероиды, у которых в положении 17 находится шестичленное лактонное кольцо, а в кольце А - кетогруппа у С₁. В некоторых соединениях обнаружены 4-бета-гидрокси-, 5-бета-, 6-бета-эпоксигруппировки. 
Гликозиды — широко распространённые природные соединения, распадающиеся под влиянием различных агентов (кислота, щелочь или фермент) на углеводную часть и агликон (генин). Гликозидная связь между сахаром и агликоном может быть образована с участием атомов О, N или S (О-, N- или S-гликозиды), а также за счёт С-С атомов (С-гликозиды). Наибольшее распространение в растительном мире имеют О-гликозиды. Между собой гликозиды могут отличаться как структурой агликона, так и строением сахарной цепи. Углеводные компоненты представлены моносахаридами, дисахаридами и олигосахаридами, и соответственно гликозиды называются монозидами, биозидами и олигозидами. Своеобразными группами природных соединений являются цианогенные гликозиды и тиогликозиды (глюкозинолаты). Цианогенные гликозиды могут быть представлены как производные альфа-гидроксинитрилов, содержащих в своём составе синильную кислоту.  
Тиогликозиды (глюкозинолаты) в настоящее время рассматриваются в качестве производных гипотетического аниона — глюкозинолата, отсюда и второе название. Глюкозинолаты найдены пока только у двудольных растений и характерны для сем. Brassicaceae, Capparidaceae, Resedaceae и других представителей порядка Capparales. В растениях они содержатся в виде солей со щелочными металлами, чаще всего с калием Изопреноиды - обширный класс природных соединений, рассматриваемых как продукты биогенного превращения изопрена. К ним относятся различные терпены, их производные — терпеноиды и стероиды. Некоторые изопреноиды — структурные фрагменты антибиотиков, некоторых витаминов, алкалоидов и гормонов животных. 
Терпены и терпеноиды — ненасыщенные углеводороды и их производные состава (С₅Н₈)_n, где n = 2 или n > 2. По числу изопреновых звеньев их делят нанесколько классов: моно-, сескви-, ди-, три-, тетра- и политерпеноиды. 
Монотерпеноиды (С₁₀Н₁₆) и сесквитерпеноиды (С₁₅Н₂₄) являются обычными компонентами эфирных масел. К группе циклопентаноидных монотерпеноидов относятся иридоидные гликозиды (псевдоиндиканы), хорошо растворимые в воде и часто обладающие горьким вкусом. По числу углеродных атомов скелета агликоновой части иридоидные гликозиды подразделяются на 4 типа: С₈, С₉, С₁₀ и С₁₄. Они присущи лишь покрытосеменным растениям класса двудольных, и к наиболее богатым иридоидами относятся семейства Scrophulariaceae, Rubiaceae, Lamiaceае, Verbenaceae и Bignoniaceae. 
Дитерпеноиды (С₂₀Н₃₂) входят главным образом в состав различных смол. Они представлены кислотами (резиноловые кислоты), спиртами (резинолы) и углеводородами (резены). Различают собственно смолы (канифоль, даммара), масло-смолы (терпентин, канадский бальзам), камеде-смолы (гуммигут), масло-камеде-смолы (ладан, мирра, асафетида). Масло-смолы, представляющие собой раствор смол в эфирном масле и содержащие кислоты бензойную и коричную, называют бальзамами. В медицине применяют перувианский, толутанский, стираксовый бальзамы и др. 
Тритерпеноиды (С₃₀Н₄₈) по преимуществу встречаются в виде сапонинов, агликоны которых представлены пентациклическими (производные урсана, олеанана, лупана, гопана и др.) или тетрациклическими (производные даммарана, циклоартана, зуфана) соединениями. 
К тетратерпеноидам (С₄₀Н₆₄) относятся жирорастворимые растительные пигменты жёлтого, оранжевого и красного цвета - каротиноиды, предшественники витамина А (провитамины А). Они делятся на каротины (ненасыщенные углеводороды, не содержащие кислорода) и ксантофиллы. Широко распространены в растениях альфа-, бета- игамма-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др. 
Последнюю группу изопреноидов состава (С₅Н₈)_n представляют политерпеноиды, к которым относятся природный каучук и гутта. 
 Кардиотонические гликозиды, или сердечные гликозиды, - гетерозиды, агликоны которых являются стероидами, но отличаются от прочих стероидов наличием в молекуле вместо боковой цепи при С₁₇ ненасыщенного лактонного кольца: пятичленного бутенолидного (карденолиды) или шестичленного кумалинового кольца (буфадиенолиды). Все агликоны кардиотонических гликозидов имеют у С₃ и С₁₄ гидроксильные группы, а у С₁₃ - метильную. При С₁₀может быть альфа-ориентированная метильная, альдегидная, карбинольная или карбоксильная группы. Кроме того, они могут иметь дополнительные гидроксильные группы у С₁, С₂, С₅, С₁₁, С₁₂ и С₁₆; последняя иногда бывает ацилирована муравьиной, уксусной или изовалериановой кислотой.

Ксантоны — класс фенольных соединений, имеющих структуру дибензо-гамма-пирона. В качестве заместителей содержат в молекуле гидрокси-, метокси-, ацетокси-, метилендиокси- и другие радикалы. Известны соединения, содержащие пирановое кольцо. Особенностью ксантонов является распространение хлорсодержащих производных. Ксантоны находят в свободном виде и в составе О- и С-гликозидов. Из ксантоновых С-гликозидов наиболее известен мангиферин, который одним из первых введен в медицинскую практику. 
Кумарины - природные соединения, в основе строения которых лежит 9,10-бензо-альфа-пирон. Их можно также рассматривать как производные кислоты орто-гидроксикоричной (орто-кумаровой). Они классифицируются на окси- и метоксипроизводные, фуро- и пиранокумарины, 3,4-бензокумарины и куместаны (куместролы). 
Лигнаны - природные фенольные вещества, производные димеров фенилпропановых единиц (С₆-С₃), соединенных между собой бета-углеродными атомами боковых цепей. Разнообразие лигнанов обусловлено наличием различных заместителей в бензольных кольцах и характером связи между ними, степенью насыщенности боковых цепей и др. По структуре они делятся на несколько групп: диарилбутановый (кислота гваяретовая), 1-фенилтетрагидронафталиновый (подофиллотоксин, пельтатины), бензилфенилтетрагидрофурановый (ларицирезинол и его глюкозид), дифенилтетрагидрофурофурановый (сезамин, сирингарезинол), дибензоциклооктановый (схизандрин, схизандрол) типы и др. 
Лигнины представляют собой нерегулярные трёхмерные полимеры, предшественниками которых служат гидроксикоричные спирты (пара-кумаровый, конифериловый и синаповый), и являются строительным материалом клеточных стенок древесины. Лигнин содержится в одревесневших растительных тканях наряду с целлюлозой и гемицеллюлозами и участвует в создании опорных элементов механической ткани. 
Меланины — полимерные фенольные соединения, которые в растениях встречаются спорадически и представляют собой наименее изученную группу природных соединений. Окрашены они в чёрный или чёрно-коричневый цвет и называются алломеланинами. В отличие от пигментов животного происхождения, они не содержат азота (или его очень мало). При щелочном расщеплении образуют пирокатехин, протокатеховую и салициловую кислоты. 
Нафтохиноны - хиноидные пигменты растений, которые найдены в различных органах (в корнях, древесине, коре, листьях, плодах и реже в цветках). В качестве заместителей производные 1,4-нафтохинона содержат гидроксильные, метильные, пренильные и другие группы. Наиболее известным является красный пигмент шиконин, обнаруженный в некоторых представителях сем. Boraginaceae (виды родов Arnebia Forrsk., Echium L., Lithospermum L. и Onosma L.). 
Сапонины (сапонизиды) — гликозиды, обладающие гемолитической и поверхностной активностью (детергенты), а также токсичностью для холоднокровных животных. В зависимости от строения агликона (сапогенина), их делят на стероидные и тритерпеноидные. Углеводная часть сапонинов может содержать от 1 до 11 моносахаридов. Наиболее часто встречаются D-глюкоза, D-галактоза, D-ксилоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-галактуроновая и D-глюкуроновая кислоты. Они образуют линейные или разветвленные цепи и могут присоединяться по гидроксильной или карбоксильной группе агликона. 
Стероиды — класс соединений, в молекуле которых присутствует циклопентанпергидрофенантреновый скелет. К стероидам относят стерины, витамины группы D, стероидные гормоны, агликоны стероидных сапонинов и кардиотонических гликозидов, экдизоны, витанолиды, стероидные алкалоиды. 
Растительные стерины, или фитостерины, — спирты, содержащие 28-30 углеродных атомов. К ним принадлежат бета-ситостерин, стигмастерин, эргостерин, кампестерин, спинастерин и др. Некоторые из них, например бета-ситостерин, находят применение в медицине. Другие используются для получения стероидных лекарственных средств — стероидных гормонов, витамина D и др. 
Стероидные сапонины содержат 27 атомов углерода, боковая цепь их образует спирокетальную систему спиростанолового или фураностанолового типов. Один из стероидных сапогенинов - диосгенин, выделенный из корневищ диоскореи, — является источником для получения важных для медицины гормональных препаратов (кортизона, прогестерона). 
Стильбены можно рассматривать как фенольные соединения с двумя бензольными кольцами, имеющие структуру С₆-С₂-С₆. Это сравнительно небольшая группа веществ, которые встречаются в основном в древесине различных видов сосны, ели, эвкалипта, являются структурными элементами таннидов. 
Танниды (дубильные вещества) - высокомолекулярные соединения со средней молекулярной массой порядка 500-5000, иногда до 20000, способные осаждать белки, алкалоиды и обладающие вяжущим вкусом. Танниды подразделяют на гидролизуемые, распадающиеся в условиях кислотного или энзиматического гидролиза на простейшие части (к ним относятся галлотаннины, эллаготаннины и несахаридные эфиры карбоновых кислот), и конденсированные, не распадающиеся под действием кислот, а образующие продукты конденсации – флобафены. Структурно они могут рассматриваться как производные флаван-3-олов (катехинов), флаван-3,4-диолов (лейкоантоцианидинов) и гидроксистильбенов. 
Фенольные соединения представляют собой один из наиболее распространённых в растительных организмах и многочисленных классов вторичных соединений с различной биологической активностью. К ним относятся вещества ароматической природы, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ароматического ядра. Эти соединения весьма неоднородны по химическому строению, в растениях встречаются в виде мономеров, димеров, олигомеров и полимеров. Эфирные масла - сборная группа веществ, состоящих из углерода, водорода, а часто еще и из кислорода. В отличие от жирных масел они обладают сильным запахом, летучестью, высоким показателем преломления света, растворимостью в спирту, в уксусной кислоте и в водном растворе хлоралгидрата. К эфирным маслам в более широком смысле относят и некоторые вещества, в молекуле которых имеется, кроме названных трех элементов, еще и сера (сернистый аллил лука) или азот и сера (эфирное горчичное масло).

Эфирные масла накопляются преимущественно  в специальных клетках или  вместе с другими веществами в  особых межклетных вместилищах; в иных случаях они распространены широко по телу растения: так, у лаванды  в начале цветения эфирные масла  содержатся в виде крупных капель почти в каждой клетке мякоти листа  и во многих клетках кожицы и волосков.

 

 

Классификация сосудисто-волокнистых  пучков.

Проводящие ткани и классификация проводящих пучков обеспечивают передвижение веществ по растению: восходящего тока, несущего от корня к надземным частям воду и растворы минеральных веществ, и нисходящего тока, несущего от листьев ко всем остальным органам продукты фотосинтеза. Восходящий ток осуществляется по трахеальным элементам ксилемы — сосудам и трахеидам, а нисходящий ток — по ситовидным элементам флоэмы (ситовидным клеткам и ситовидным трубкам с клетками-спутницами). Сосуды, или трахеи — наиболее функционально эффективные элементы ксилемы. Образуются из вертикально расположенных меристематических клеток. Трахеиды — мертвые прозенхимные клетки с заостренными концами и одревесневшими клеточными оболочками. Ситовидные трубки образуются из ряда вертикально расположенных клеток прокамбия или камбия. Они не отмирают, потому что рядом с ними находятся сопровождающие клетки, или клетки-спутницы, образующиеся при продольном делении члеников ситовидной трубки. Это живые клетки с ядром, густой цитоплазмой и тонкой целлюлозной оболочкой. Они вырабатывают ферменты, жизнедеятельность. Проводящие ткани в органах растения объединяются с другими, образуя сложные ткани — ксилему и флоэму. Ксилема и флоэма обычно сопровождают друг друга, формируя проводящие, или сосудисто-волокнистые пучки.  Проводящие пучки, образованные прокамбием, не имеющие камбия, называются закрытыми, а пучки с камбием — открытыми, поскольку могут длительно увеличиваться в размерах. В зависимости от расположения ксилемы и флоэмы различают пучки: Коллатеральные- характеризуются расположением флоэмы и ксилемы бок о бок, на одном радиусе. При этом в осевых органах флоэма занимает наружную часть пучка, ксилема — внутреннюю, а в листьях — наоборот. Коллатеральные пучки могут быть закрытыми (однодольные растения) и открытыми (двудольные). Биколлатеральные пучки всегда открытые, с двумя участками флоэмы — внутренней и наружной, между которыми расположена ксилема. Камбий находится между наружной флоэмой и ксилемой. Биколлатеральные сосудисто-волокнистые пучки характерны представителям сем. Тыквенные, пасленовые, кутровые и некоторые др. Концентрические пучки закрытые. Они бывают центрофлоэмными, если ксилема окружает флоэму, и центроксилемными. если флоэма окружает ксилему. Центрофлоэмные пучки формируются чаще у однодольных растений, центроксилемные — у папоротниковидных.

 

Подотдел низшие грибы. Важнейшие  представители. Меры борьбы с грибами-паразитами высших растений.

Подотдел низшие грибы. Представители низших грибов характеризуются наличием одноклеточного мицелия независимо от его размеров. Споры образуются эндогенно — внутри специальных клеток. Половое спороношение отсутствует. Данный подотдел объединяет 3 класса

1) хитридиомицеты;

2) оомицеты;

3)зигомицеты.  
Класс хитридиомицеты (С hytridio тусе-tes). Представители этого класса являются наиболее примитивными формами грибов. Вегетативное тело микроскопически малой величины, амебообразной формы, в виде одноядерной, реже многоядерной одной голой клетки. По существу это голый участок цитоплазмы. Мицелий отсутствует либо имеется в зачаточном состоянии.

Бесполое размножение осуществляется при помощи одножгутиковых зооспор. Половой процесс разнообразен —  изогамия, гетерогамия, оогамия, хологамия. Объединяет около 300 видов. Большинство  представителей класса является внутриклеточными паразитами главным образом высших растений. 

Ольпидиум капусты (Olpidium brassicae Wor) — гриб-паразит. Болезнь, вызванная этим грибом и известная под названием «черной ножки», поражает чаще всего рассаду капусты. Ранней весной в области корневой шейки растение чернеет, а затем отмирает, после чего подача питательных веществ прекращается. Стебель пораженного растения становится тонким, и рассада довольно быстро гибнет — засыхает.  
При рассмотрении в микроскоп срезов пораженной части рассады можно легко обнаружить голые, без оболочки, цитоплазменные тельца паразита — плазмодии. Эти тельца в дальнейшем покрываются оболочкой с длинным трубчатым выростом, выходящим наружу, и превращаются в зооспорангии, в которых формируются зооспоры. Через трубчатый вырост они выходят из больного растения в почвенную воду и направляются к здоровым растениям.  
Зооспоры во влажную погоду или после полива рассады передвигаются в почвенной воде при помощи жгутиков. Подплывая к здоровым растениям, зооспоры прикрепляются к ним, прободают оболочку клеток хозяина и выливают свое цитоплазменное содержимое. Размножается гриб очень быстро. Проходит всего 2, 3 дня до образования нового поколения. Особенно быстро и в большом количестве размножается ольпидиум в дождливую погоду или при обильном поливе.  
Кроме зооспор, гриб ольпидиум образует особые покоящиеся, или зимние, споры (цисты), они отличаются толстыми оболочками и поэтому способны хорошо перезимовывать.

Весной при благоприятных условиях циста превращается в зооспорангий, а в нем развиваются одножгутиковые зооспоры, которые выходят наружу и поражают рассаду капусты.