Определение растений класса Двудольные

Цель работы: изучить особенности вегетативных и генеративных органов растений основных семейств двудольных растений, познакомиться с типичными видами, характерными для средней полосы России.

Необходимые материалы и оборудование: лупы, препаровальные иглы, скальпели, живой демонстрационный материал, гербарные образцы.

Задания:

1. Рассмотреть гербарные образцы и живые растения, предложенные для определения. Составить характеристику вегетативных органов по плану морфологического описания.

2. Зарисовать цветущее растение.

3. Зарисовать цветок и составить его формулу.

4. Определить растение, кратко записывая путь определения.

Семейство Лютиковые – Ranunculaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие. Семейство насчитывает около 2000 видов и 50 родов. На территории России встречаются 400 видов и 40 родов.

Географическое распространение. Преимущественно в прохладных и влажных областях Северного полушария на разнообразных лугах, болотах, в лесах.

Жизненные формы. Преобладают многолетние травянистые растения, реже встречаются однолетники и полукустарники, водные растения (водный лютик), небольшие лианы с одревесневшим стеблем (клематис).

Особенности вегетативных органов. Листья простые или сложные, часто перисто- или пальчато-рассеченные, без прилистников, листорасположение очередное или супротивное.

Особенности генеративных органов.

Цветки:

1) актиноморфные (лютик - Ranunculus) и зигоморфные (борец - Aconitum), обоеполые;

2) околоцветник простой (калужница - Caltha) или двойной (Ranunculus), с постоянным или неопределенным количеством листочков околоцветника;

Есть виды с цветками, все части которых расположены по спирали (купальница (Trollius) - спиральные цветки), и есть виды с круговым размещением околоцветника и спиральным - андроцея и гинецея (Ranunculus - гемициклические цветки), и виды, у которых все части цветка расположены по кругам (водосбор (Aquilegia) - циклические цветки).

3) венчик – обычно желтый, белый или синий – яркий и привлекательный для опылителей. Некоторые виды (например, в роде василисник - Thalictrum) опыляются ветром;

4) андроцей – неопределённое число тычинок, расположенных спирально. У водосбора тычинки расположены кругами;

5) гинецей – апокарпный, плодолистики (пестики) расположены по спирали, их число, как правило, неопределённое. Реже плодолистиков 3 (Aconitum) или даже 1 (воронец – Actaea). Завязь верхняя.

Формула цветка:

Лютик ползучий (Ranunculus repens) (рис. 36) *Ca₅Co₅A_∞G _∞

Борец высокий (Aconitum excelsum) ↑Ca₃Co_{6+2 нектарника}A_∞G ₃

Калужница болотная (Caltha palustris) *P₅A_∞G _∞

Чистяк весенний (Ficaria verna) *Ca₃Co_8-12A_∞G _∞

Лютиковые преимущественно энтомофильны, причем виды с зигоморфными цветками (Aconitum, живокость – Delphinium, консолида – Consolida) опыляются насекомыми с длинными хоботками (например, шмелями). Реже встречаются анемофильные виды (род Thalictrum).

Плод - многоорешек, многолистовка, сочная однолистовка. Переносятся на шкуре животных, встречается эндозоохория (проходят через пищеварительную систему, не теряя всхожесть). У некоторых растений плоды разносятся ветром (анемохория).

Представители. Среди лютиковых, встречающихся на территории Московской и сопредельных областей, есть эфемероиды (ветреница лютиковая (Anemone ranunculoides), ветреница дубравная (A. nemorosa), чистяк весенний (Ficaria verna) – многолетние травянистые поликарпические растения, ежегодняя вегетация которых продолжается не более 1,5-2 месяцев. Большую часть года эти растения проводят в состоянии покоя в виде корневищ или клубней.

Большинство лютиковых ядовито в связи с накоплением ядовитых алкалоидов. Есть декоративные красивоцветущие растения: ломонос (Clematis), Aquilegia, Delphinium, Consolida, Trollius и др.

Семейство Розоцветные – Rosaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие. Семейство насчитывает около 3000 видов и 100 родов (в России - 560 видов, 45 родов).

Географическое распространение. Представители семейства распространены по всему земному шару, особенно широко - в умеренной и субтропической областях Северного полушария.

Жизненные формы. Листопадные деревья и кустарники, многолетние (реже - однолетние) травы.

Особенности вегетативных органов. Стебель округлый, листья очерёдные, простые или сложные, часто с прилистниками.

5) Особенности генеративных органов. Соцветия – кисть, щиток, простой зонтик и пр. или одиночные.

Цветки:

1) актиноморфные, обоеполые;

2) околоцветник двойной пятичленный;

3) чашечка из 4-5 зеленых свободных чашелистиков, иногда выражено подчашие;

4) венчик – свободнолепестный из 4-5 лепестков белого, желтого, розового цвета. Лепестки чередуются с чашелистиками;

5) андроцей – циклический в 3 и более кругах по 5 или 10 тычинок в каждом;

6) гинецей – апокарпный или синкарпный. Завязь верхняя, нижняя или полунижняя. Циклический или спиральный. Число плодолистиков от 1 до многих. Между андроцеем и гинецеем может развиваться нектароносный валик.

Цветки у Розоцветных преимущественно энтомофильные, реже анемофильные. Для некоторых родов характерен апомиксис (образование зародыша без оплодотворения) (лапчатка – Potentilla, манжетка - Alchemilla, шиповник - Rosa).

Формула цветка: зависит от подсемейства (см. далее).

Плод – А) апокарпный - многолистовка, многоорешек, многокостянка, фрага (земляничина - с сочным разросшимся цветоложем); Б) монокарпный - костянка, В) ценокарпный - яблоко.

Семена без эндосперма.

В зависимости от строения цветка и плода розоцветные делятся на 4 подсемейства:

Спирейные (Spiraeoideae) – гинецей апокарпный, 5-8 плодолистиков, завязь верхняя, без подчашия, плод - многолистовка. Представители: таволга - Filipendula, спирея – Spiraea.

Формула цветка: таволга вязолистная (Filipendula ulmaria) - *Ca₍₅₎Co₅A_∞G _6-10.

Розовые (Rosoideae) - гинецей апокарпный или монокарпный, плодолистиков от 3 до многих, завязь верхняя, есть подчашие, плод - многоорешек, земляничина, многокостянка, цинородий (у Rosa). Представители – Potentilla (рис. 37), земляника - Fragaria, Rosa, малина – Rubus idaeus.

Формула цветка: сабельник болотный (Comarum palustre) - *Ca₍₅₎Co₅A_∞G _∞.

Яблоневые (Maloideae) – гинецей ценокарпный, 5-8 плодолистиков, завязь нижняя, без подчашия, плод - яблоко. Представители – яблоня - Malus, груша - Pyrus, японская айва – Chaenomeles.

Формула цветка: яблоня лесная (Malus sylvestris) - *Ca₍₅₎Co₅A_∞G₍₅₎.

Сливовые (Amygdaloideae) – гинецей монокарпный, завязь верхняя, без подчашия, плод - однокостянка. Представители - черемуха, слива, вишня, абрикос. В семенах содержатся жирные масла и цианогенные гликозиды (отщепляют синильную кислоту). Представители: черемуха - Padus, вишня - Cerasus, слива - Prunus, абрикос – Armeniaca.

Формула цветка: черемуха (Padus avium) - *Ca₍₅₎Co₅A₂₀G ₁.

Представители. Среди розоцветных множество плодовых и ягодных культурных растений (груша обыкновенная (Pyrus communis), малина обыкновенная (Rubus idaeus), слива домашняя (Prunus domestica), яблоня домашняя (Malus domestica) и многие другие), декоративных видов (у розы, например, в мире разводят не менее 25 тысяч сортов и форм).

Семейство Бобовые – Fabaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие. Семейство насчитывает 12 000 видов из 450 родов (в России 750 видов из 55 родов).

Географическое распространение. Представители семейства встречаются практически во всех регионах земного шара.

Жизненные формы. Среди представителей семейства встречаются самые разнообразные жизненные формы: однолетние и многолетние травы, кустарники, деревья, часто встречаются лиановидные растения.

Особенности вегетативных органов. Стебель округлый. Характерны очерёдные (редко супротивные) листья с прилистниками. Листья чаще сложные (перистые, тройчатые, пальчатые), реже простые.

Особенности генеративных органов. Соцветия – мелкие цветки собраны в кисти, реже в головки, зонтики или колосья.

Цветки:

1) зигоморфные, обоеполые, среднего размера или мелкие;

2) околоцветник двойной;

3) чашечка из 5 сросшихся чашелистиков, зигоморфная или почти актиноморфная;

4) венчик – «мотыльковый», состоящий из крупного лепестка – «паруса» (или «флага»), двух свободных более мелких лепестков – «вёсел» и двух сросшихся лепестков, образующих «лодочку»;

5) андроцей – десять тычинок (редкое исключение – 5 или 9 тычинок). Нити девяти тычинок срастаются вокруг пестика в трубку, щель которой прикрыта несколько расширенной нитью десятой, свободной тычинки. При этом форма трубки имеет значение при определении. В одних случаях она срезана прямо, - тогда свободные концы тычиночных нитей имеют одинаковую длину – как у чины (Lathyrus), в других случаях она срезана косо – как у горошка (Vicia). Реже срастаются все 10 тычинок или, наоборот, все остаются свободными. Происходит из двух пятичленных кругов;

6) гинецей – монокарпный, завязь верхняя.

Формула цветка: Чина луговая (Lathyrus pratensis) - ↑Са₍₅₎Со_1+2+(2)А_(5)+(4)+1G ₁

Цветки у Бобовых преимущественно энтомофильные, для ряда видов типично самоопыление (горох - Pisum).

Плод - боб. Бобы у представителей семейства могут быть многосемянными или односемянными, вскрывающимися или невскрывающимися, сухими или сочными (реже). Семена без эндосперма.

Представители. Очень важной особенностью семейства является наличие на корнях клубеньков с азотфиксирующими бактериями. Благодаря этой особенности бобовые обогащают почву соединениями азота. Бобовые встречаются в самых разных условиях и различных растительных сообществах: на лугах – разные виды клевера (Trifolium) (рис. 39), чина луговая (Lathyrus pratensis), лядвенец рогатый (Lotus corniculatus), горошек мышиный (Vicia cracca) (рис. 38), горошек заборный (Vicia sepium), в лесах – горошек лесной (Vicia sylvatica), чина весенняя (Lathyrus vernus), на полях как сорные – клевер пашенный (Trifolium arvense), горошек четырёхсеменной (Vicia tetrasperma). Широко используются декоративные бобовые – люпин многолистный (Lupinus polyphyllus), карагана древовидная, или «жёлтая акация» (Caragana arborescens). Из пищевых растений в средней полосе России чаще всего разводят горох (Pisum sativum), фасоль (Phaseolus vulgaris) и бобы (Vicia faba).

Семейство Крестоцветные (Капустные) –