Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Введение. Значение растений, в том числе водных.

Стр 1 из 48Следующая ⇒

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Астраханский государственный технический университет"

Дмитровский филиал

Кафедра аквакультуры

Купинский С.Б.

ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ

Учебное пособие

Рыбное 2009г.

Учебное пособие подготовлено

доцентом кафедры аквакультуры ДФ ФГОУ ВПО "АГТУ", кандидатом биологических наук Купинским С.Б.

Рецензенты:

Учебное пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры аквакультуры Дмитровского филиала АГТУ, протокол от "___" _________ 2009г. № ____

Учебное пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры аквакультуры Дмитровского филиала АГТУ, протокол от ________ 200__г. № ____.

Учебное пособие рассмотрено и утверждено на заседании секции биологических дисциплин методического совета Дмитровского филиала ФГОУ ВПО "АГТУ", протокол от ____________ 200___г., № ____.

Объем

Содержание:

Введение. Значение растений, в том числе водных...... 5

Глава 1. Общие вопросы.

1.1. Водные растения как сборная группа организмов.

Первично- и вторичноводные................................ 7

1.2. Систематика высших таксонов живого мира.

Характерные особенности растений....................... 9

1.3. Особенности воды, как среды обитания................. 13

1.4. Особенности водных и околоводных растений,

связанные со средой обитания............................... 14

1.5. Растительная клетка. Одноклеточные растения 21

1.6. Растительные ткани. Особенности тканевого

строения водных и околоводных растений.......... 24.

1.7. Вегетативные органы растений. Их трансформация

в водной среде.......................................................... 27

1.8. Генеративные органы растений.......................... 32

1.9. Размножение растений. Особенности размножения

водных растений...................................................... 34

1.10. Смена ядерных фаз и поколений у растений

различных систематических групп..................... 36.

1.11. Эволюция растительного мира. Смена приспособлений

в связи с выходом растений на сушу...................... 39

1.12. Систематика растений. Искусственные и

естественные системы............................................... 41

1.13. Сине-зеленые «водоросли» (бактерии)................. 44

1.14. Грибы. Слизевики. Лишайники............................... 48

Глава 2. Низшие водные растения (водоросли).............. 53

2.1. Настоящие (низшие,слоевцовые,талломные)

водные растения. Общая характеристика............... 53

2.2. Экологические группы водорослей............................ 55

2.3. Типы морфологического строения водорослей...... 57

2.4. Красные водоросли – багрянки................................... 62

2.5. Золотистые водоросли................................................. 66

2.6. Желто-зеленые водоросли........................................... 71

2.7. Диатомовые водоросли................................................ 73

2.8. Бурые водоросли.......................................................... 78

2.9. Пирофитовые водоросли............................................. 82

2.10. Эвгленовые водоросли.............................................. 86

2.11. Зеленые водоросли..................................................... 88

2.12. Харовые водоросли.................................................... 113

Глава 3. Высшие водные растения. 117

3.1. Высшие споровые растения. Общая характеристика. Водные споровые растения....................................... 118

3.2. Моховидные. Водяные мхи.......................... 118

3.3. Плауновидные................................................................ 120

3.4. Хвощевидные................................................................. 122

3.5. Папоротниковидные. Водяные папоротники............. 124

3.6. Общая характеристика высших семенных растений и место среди них высших водных растений (ВВР). 130

3.7. Экологические группы высших водных растений...... 132

3.8. Наиболее характерные представители высших водных и околоводных семенных растений................................................. 134

3.8.1. Голосеменные высшие водные растения.................... 134

3.8.2. Однодольные цветковые высшие водные растения. 135

Семейства: сусаковых (136), лимнохарисовых (137), частуховых (138), водокрасовых (143), апоногетоновых (148), шейхцериевых (150), ситниковидных (151), рдестовых (152), руппиевых (155), дзанникеллиевых (156), цимодоциевых (157), взморниковых (159), посидоновых (161), наядовых (162), амариллисовых (164), ирисовых (164), понтедериевых (166), филидровых (169), орхидных (170), ситниковых (171), осоковых (172), ксирисовых (178), коммелиновых (179), майяковых (179), злаковых (180), арековых или пальмовых (184), рогозовых (185), аронниковых (189), рясковых (197).

3.8.3. Двудольные цветковые высшие водные растения. 199

Семейства: кабомбовые (200), нимфейные (201), роголистниковые (208), лотосовые (209), лютиковые (213), амарантовые (214), гречишные (215), повойниковые (215), крестоцветные (217), вересковые (219), водяниковые (220), первоцветные (221), толстянковые (222), белозоровые (223), росянковые (224), розовые (225), дербенниковые (226), кипрейные или онагриковые (228), рогульниковые (229), сланоягодниковые (231), ризофоровые (233), ниссовые (237), зонтичные (238), вахтовые (239), водолистниковые (241), болотниковые (242), норичниковые (243), подорожниковые (246), пузырчатковые (247), акантовые (250), хвостниковые (251), колокольчиковые (252).

Использованная литература...................................................254

Приложение: Алфавитный список всех водных

растений, упомянутых в пособии. 256

Необходимые пояснения.

1) О связи с водой. Строго говоря, все живые объекты, осуществляющие классический фотосинтез, тесно связаны с водой, так как именно вода является источником водородных ионов, используемых растениями при образовании углеводов, и кислорода, выделяемого растениями в процессе фотосинтеза. Существует даже особое понятие – так называемое «водное питание» растений. Говоря о тесной связи водных растений с водой имеется в виду не эта связь с водой – через фотосинтез, а другая, та, которая касается наличия у водных растений комплекса специфических приспособительных черт к обитанию именно в водной или околоводной среде. Эти приспособительные

черты касаются внешнего строения растений, их физиологии, размножения, характера биотических связей и т.д..

2) О царствах. Существуют различные точки зрения на соотношение высших таксонов живого мира. В ряде случаев живой мир делится на империи, в ряде случаев – на царства. Не во всех учебниках число царств живого мира совпадает, в ряде случаев могут различаться входящие в их состав группы организмов. В предлагаемом учебном пособии в качестве точки отсчета использовано классическое деление живого мира на 4 царства: дробянок (прокариоты), а также растений, грибов и животных (эукариоты).

Большая часть водных растений, изучаемых в предлагаемом курсе, относятся к группе первично-водных, т.е. к тем, для которых водная среда обитания исторически всегда была основной и единственной. К этой группе относятся цианобактерии и различные группы водорослей. Первично-водные растения, как правило, не обладают приспособлениями для наземного образа жизни. При попадании на сушу обычно погибают. Первично-водные растения часто называются низшими водными растениями.

Вторично-водными называются растения, предки которых вышли на сушу, приобрели набор необходимых для наземной жизни приспособлений, а затем – в силу различных обстоятельств, вернулись к водному или околоводному образу жизни, сохранив при этом многие черты наземных растений (деление на вегетативные органы, набор основных тканей, вынос цветков и процесса опыления в воздушную среду). При попадании на сушу (при высыхании водоема или при временном отступлении воды в засушливый период) многие представители этой группы растений могут видоизменяться и достаточно долгое время существовать как типично наземные растения (тростник, рогоз, камыш). Этого не могут делать лишь далеко зашедшие в своем приспособлении к водному образу жизни вторично-водные растения (роголистник, пузырчатка, уруть, рдесты).

Вторично-водные растения часто называются высшими водными растениями (ВВР). Эти растения чаще всего встречаются на границах раздела водной среды и наземной (плавающие), а также в прибрежных, мелководных участках пресных, реже –соленых, водоемов.

Рис. 6. Плавающий лист и цветок

кубышки желтой (Nuphar lutea L.)

Повышенная плавучесть высших водных растений объясняется и наличием особой воздухоносной ткани – аэренхимы (рис.7).

Рис. 7. Аэренхима черешка водного

растения зантедешии.

Аэренхима помимо повышенной плавучести обеспечивает высшим водным растениям и возможность бесперебойной доставки кислорода в самые удаленные части растения, в том числе – в корни, глубоко погруженные в плотный ил.

Приспособления к слабой освещенности. Под водой освещенность ниже, чем в воздушной среде. При этом с глубиной интенсивность освещения падает. Необходимы механизмы для повышения эффективности фотосинтеза в подобных условиях. У водных растений, особенно у водорослей, это повышение эффективности достигается за счет расширения числа пигментов, помогающих улавливать свет, т.е. за счет усложнения пигментных систем. Так, например, у водорослей совместно с обычным зеленым пигментом (хлорофиллом-а) могут работать и другие формы хлорофилла (в, с, d), а также пигменты синего (фикоцианин и аллофикоцианин), красного (фикоэритрин), оранжевого и желтого (ксантофиллы и каротины) цветов. Всего в настоящее время известно около 200 разнообразных пигментов. Отсюда – чрезвычайно большое разнообразие цвета у настоящих водорослей – от чисто зеленого через богатую палитру промежуточных цветов до красного, золотистого, бурого или почти черного.

Приспособления к особому спектральному составу света. Помимо того, что вода активно поглощает свет, она поглощает

его с разной интенсивностью в зависимости от спектрального состава. Как известно, солнечный свет – это поток квантов различной энергии и различной длины волны. Визуально они отличаются цветом (радуга). Вода слабее поглощает кванты синего и фиолетового цвета, сильнее – красного и оранжевого, и потому на разных глубинах соотношение квантов

разное. Поскольку у разных расти-

тельных пигментов и спектры

поглощения солнечного света

также различны (рис.8), соотно-

шение пигментов в теле водных

растений с глубиной также меня-

ется в пользу тех пигментов,

которые способны использовать

преимущественно синюю и

фиолетовую часть солнечного

света.

Рис. 8. Спектры поглощения

Механическая ткань.

Составляет остов (каркас) растения. Клетки имеют толстые стенки. Часто клетки уже мертвые. В осевых органах - вытянутые, в листьях и плодах - паренхимные.

Делят на: колленхиму (живая ткань, опора растущих органов, стенки не одревесневшие, утолщены неравномерно - по углам и пластинками); склеренхиму (мертвая ткань, в виде волокон – лубяных и древесинных, волокна очень прочные, самая распространенная механическая ткань, стенки у клеток равномерно утолщенные); склереиды (каменистые клетки, т.е. группы паренхимных клеток с толстыми стенками, расположены в плодах, например, айвы или груши).

Выделительная ткань.

Главная задача - выведение или складирование веществ, образованных растением. Представлена органами внутренней и внешней секреции.

Органы внутренней секреции: особые вместилища (схизогенные и лизигенные ходы) и млечники. В них могут откладываться дубильные в-ва, смолы, эфирные масла и другие вещества.

Органы внешней секреции: железистые волоски, железки. Выделяют смолы, эфирные масла, нектар, воду.

Проводящая ткань.

У низших растений отсутствует, у высших хорошо развита. Редуцирована у высших водных. Служит для переноса воды,

минеральных солей (восходящий ток) и растворов органических веществ, сахаров (нисходящий ток).

Проводящие элементы:

ВОСХОДЯЩЕГО ТОКА: трахеи или сосуды (вертикальный ряд клеток полностью или частично без перегородок, мертвых, с спиральным утолщением стенок) и трахеиды -длинные одиночные клетки с отверстиями в стенках и заостренными концами

НИСХОДЯЩЕГО ТОКА: ситовидные трубки с клетками-спутницами.

*Примечание. Часто клеточная оболочка утолщена, т.е. укреплена целлюлозой. Типы утолщений: кольчатые, спиральные, лестничные, сетчатые.

У высокоорганизованных растений проводящие элементы (трахеи, трахеиды и ситовидные трубки) расположны не беспорядочно, а собраны в особые группы – проводящие пучки.

Типы проводящих пучков:

- простые - содержат один элемент

- общие - содержат все три элемента

- сложные - добавляются клетки паренхимы

- сосудисто-волокнистые - сложные пучки обложены механической тканью (жилки). В них две части: КСИЛЕМА и ФЛОЭМА.

Ксилема (или древесина) - комплекс тканей, где основу составляют трахеи и трахеиды. Ток вверх. Чаще располагается ближе к центру.

Флоэма - комплекс тканей, основу которых составляют ситовидные трубки. Ток вниз. Чаще располагается ближе к периферии.

Типы проводящих пучков по взаимному расположению элементов:

- концентрические: а) амфикрибральные (флоэма со всех сторон

окружает ксилему); б) амфивазальные (ксилема со всех сторон окружает флоэму);

- коллатеральные (бокобочные) - ксилема и флоэма примыкают друг к другу (бок о бок);

- биколлатеральные - флоэма примыкает к ксилеме с двух сторон

- радиальные.

Типы проводящих пучков по наличию образовательной ткани:

- открытые (между ксилемой и флоэмой есть меристема, т.е. камбий, есть рост растения в толщину);

- закрытые (камбия между ксилемой и флоэмой нет, а значит, нет и роста растения в толщину, что характерно для многих видов трав).

Особенности

ТИПЫ СОЦВЕТИЙ.

- МОНОПОДИАЛЬНЫЕ (простые и сложные) - имеется четко выраженная ось первого порядка.

Простые моноподиальные: колос, початок, кисть, щиток, зонтик, головка, корзинка. Сложные моноподиальные: сложный колос, сложный зонтик, метелка, сложный щиток.

- СИМПОДИАЛЬНЫЕ - главная ось в соцветии не выделена.

Типы симподиальных соцветий: монохазий, дихазий, плейохазий.

ОПЫЛЕНИЕ – заключается в процессе перенесении пыльцы на пестик. Осуществляется: ветром, насекомыми, птицами, животными.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ – процесс слияния мужских и женских половых клеток. У цветковых растений существует двойное оплодотворение (один спермий сливается с яйцеклеткой, другой – с диплоидным ядром). Открыто С. Навашиным в 1898г.

ПЛОДЫ. Плод – это конечный этап развития репродуктивной сферы цветковых растений. Внутри них содержатся семена, т.е. своеобразные «единицы воспроизведения, расселения и выживания» растений. Плод образуется после оплодотворения из разрастающихся частей цветка (завязи, чашечки, околоплодника).

Классификация плодов. Существует много классификаций.

1. По сложности строения: простые и сложные.

2. По консистенции плода: сухие и сочные.

3. По типу гинеция: апокарпии, монокарпии, ценокарпии и псевдокарпии.

4. По внешнему виду: листовка, костянка, земляничина, орешек, боб, стручок, стручочек, коробочка, яблоко, ягода, померанец, орех, зерновка, семянка, желудь, тыквина, крылатка и др.

Особенности размножения

водных растений различных систематических групп.

Водные растения – сборная группа различных по уровню организации объектов. Поэтому и характер их размножения по группам также существенно различается.

Одноклеточные сине-зеленые «водоросли». Полового процесса нет. Размножение – прямым делением клеток (амитоз).

Одноклеточные водоросли (зеленые, пирофитовые, эвгленовые и другие). Основу размножения составляет непрямое (путем митоза)

деление клеток. Половой процесс и образование зигот обычно связаны с ухудшением условий обитания и необходимостью зимовки. Обычно активное размножение имеет место на гаплоидной стадии развития. Реже – на диплоидной (диатомовые).

Многоклеточные водоросли. Имеет место сочетание полового и бесполого размножения. Однако у разных групп соотношение их может быть различным.

Многоклеточные зеленые. У самых простых возможно размножение за счет разделения тела (нитевидного) на части, т.е. вегетативное размножение (кладофора, спирогира). У более сложных– преобладает образование спор и прорастание из них многоклеточных растений, т.е. настоящее бесполое размножение (улотрикс).

У некоторых (ульва) увеличение численности идет, как за счет прорастания ранее «выброшенных» спор (бесполое размножение), так и за счет прорастания ранее оплодотворенных половых клеток (половое размножение).

Харовые водоросли. Сочетание вегетативного (клубеньки на ризоидах и др.) и полового размножения (оогонии и антеридии дают половые клетки, после слияния клеток образуется зимующая зигота).

Бурые и красные водоросли. Иногда вегетативное размножение частями таллома или выводковыми почками (саргассум, филлофора, сфацелярия, порфира) в равной мере сочетается с половым и бесполым. У наиболее высокоорганизованных бурых преобладает бесполое размножение с образованием спор (ламинария, фукус).

Высшие водные споровые растения. Размножение бесполое (спорами) и вегетативно.

Высшие водные семенные растения. Размножение половое (семенами) и вегетативно (элодея). У абсолютного большинства обязателен вынос цветов для опыления в воздушную среду.

Семейство ситниковидные

254

Использованная литература:

Алексеев Ю.Е., Вехов В.Н., Гапочка Г.П., Дундин Ю.К., Павлов В.Н., Тихомиров В.Н., Филина В.Р. Травянистые растения СССР, Справочник-определитель в 2-х томах, Изд. Мысль, М. 1971г., т.1 - 487с., т.2-й - 309с.

Альдертон Девид, Энциклопедия аквариумных и прудовых рыбок, Харьков, 2006г.

Вент Ф. В мире растений., М., Изд-во "Мир", 1972, с.191.

Ворошилов В.Н., Скворцов А.К., Тихомиров В.Н. Определитель растений Московской области,Изд Наука, М., 1966, с.368.

Дотвиль Анн-Франс. "И это - клюква!", журнал "Geo", №1, 1998г., с.44-54 (фотографии Филиппа Бурсейе)

Жданов В.С. Аквариумные растения, Справочник/ 2-е изд., под редакцией д.б.н. Коровина С.Е., М. Лесная пром-ть, 1987, с.294.

Жизнь растений. Том третий. Водоросли и лишайники. Под ред. профессора Голлербаха М.М. Москва, Просвещение, 1977, с.488.

Жизнь растений. Том четвертый. Мхи Плауны Хвощи Папоротники Голосеменные растения. Под ред. профессора Грушвицкого И.В. и Жилина С.Г.. Москва, Просвещение, 1978, с.448.

Жизнь растений. Том пятый Часть первая. Цветковые растения. Под ред. академика АН СССР Тахтаджяна А.Л. Москва, Просвещение, 1980, с.430.

Жизнь растений. Том пятый Часть вторая. Цветковые растения. Под ред. академика АН СССР Тахтаджяна А.Л. Москва, Просвещение, 1981, с.512.

Жизнь растений. Том шестой. Цветковые растения. Под ред. академика АН СССР Тахтаджяна А.Л. Москва, Просвещение, 1982, с.544.

Кассельман Кристель, Атлас аквариумных растений. 1000 видов и форм, 2-е издание, Пер. с нем. Е. Захаров, М., Изд-во "Аквариум ЛТД", 2001, с.376.

Курс низших растений, Учебник для студентов университетов / Великанов Л.Л., Гарибова Л.В., Горбунова Н.П., Горленко М.В. и др.; Под ред. Горленко М.В./, М. Высшая школа, 1981г., с.504.

Махлин М.Д. Аквариумный сад, М. Природа/Nature, 1998, с.208.

255

Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас-определитель высших растений, Кн. для учащихся, 2-е издание, М. Просвещение, 1991г., с 240.

Растительный мир Земли. В 2-х томах. Под ред. Фукарека.Ф., М., Мир, 1982, т.1 - 136 стр., т.2- 320с.

Робинсон Питер, Садовые водоемы и альпинарии. Практическое руководство по проектированию и дизайну, Пер. с англ. Юрцевой О.В., Ляпковой Н.С., Сапциной У.В., М. ООО "Росмэн-Пресс", 2002, с.256.

Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Гидроботаника. Прибрежно-водная растительность. Учебное пособие. Москва, Изд. Аcadema, 2005, с.240

Хржановский В.Г., Краевский И.М., Пономаренко С.Ф. Ботаника, Учебное пособие для техникумов, М., Высшая школа, 1975, с.372.

Рандушка Д., Шомшак Л., Габерова И. Цветовой атлас растений,

Изд. "Обзор", Братислав 1990г., с.413.

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. Учебник для вузов. Санкт-Петербург, СпецЛит, Изд. СПХФА, 2001г., с. 648.