Программа курса «Высшие растения»

Введение

Исторические этапы развития систематики высших растений. Искусственные, естественные и филогенетические системы. Основные задачи современной систематики.

Систематика как комплексная наука. Методы систематики. Таксономия как часть систематики. Таксономические категории и таксоны. Принцип иерархии. Вид как основная таксономическая категория.

Происхождение высших растений в связи с переходом к наземному образу жизни, предполагаемые предки высших растений. Общая характеристика высших растений; их роль в формировании современного растительного покрова, практическое значение в хозяйственной деятельности и жизни человека. Необходимость охраны растительного покрова Земли.

Отдел Rhyniophyta (риниофиты, псилофиты)

Время и условия возникновения, период существования риниофитов, их эволюция на примере совершенствования внешнего и внутреннего строения отдельных представителей из порядков Rhyniales и Psilophytales класса Rhyniopsida и Zosterophyllales класса Zosterophyllopsida. Понятие о теломе, предполагаемые жизненные формы риниофитов. Связь риниофитов с моховидными, плауновидными, хвощевидными и папоротниковидными.

Две линии эволюции высших растений в соответствии с преобладанием в цикле полового размножения гаметофита или спорофита.

Микро- и макрофильная линии эволюции высших растений в зависимости от способов возникновения листа.

Отдел Bryophyta (бриофиты, моховидные)

Общая характеристика строения и жизненного цикла моховидных, вопрос об их происхождении. Принципы подразделения моховидных на классы. Основные представители классов Marchantiopsida (порядки Marchantiales и Jungermanniales), Anthocerotopsida (порядок Anthocerotales), Bryopsida (порядки Sphagnales и Bryales), особенности строения и размножения. Вероятные филогенетические отношения между классами моховидных, их роль в сложении pacтительного покрова, народнохозяйственное значение.

Отдел Psilotophyta (псилотофиты, псилотовидные)

Положение в системе высших растений. Объем класса Psilotopsida, особенности строения и примитивные черты его представителей; условия обитания.

Отдел Lycopodiophyta (ликоподиофиты, плауновидные)

Общая характеристика. Ископаемые представители из порядков Asteroxylales, Protolepidodendrales, Lepidodendrales; строение, особенности жизненного цикла, роль в растительном покрове палеозоя. Классы Lycopodiopsida и Isoetopsida: общая характеристика. Современные порядки Lycopodiales, Selaginellales, Isoetales: представители, их строение, жизненный цикл, условия обитания, распространения.

Отдел Equisetophyta (эквизетофиты, хвощевидные)

Общая характеристика. Подразделение на классы. Ископаемые представители порядков Hyeniales, Sphenophyllales, Calamitales: особенности их строения и размножения, филогенетическое положение порядков. Современный порядок Equisetales: объем, географическое распространение и строение основных представителей, жизненный цикл хвощей. Роль хвощей в растительном мире прошлого и настоящего.

Отдел Polypodiophyta (полиподиофиты, папоротниковидные)

Общая характеристика: особенности строений, жизненный цикл, многообразие жизненных форм. Спорангии и их развитие (эв- и лептоспорангиатность), сорусы, синангии. Ископаемые представители классов Aneurophytopsida, Archaeopteridopsida, Cladoxylopsida, Zygopteridopsida (птилофитон, археоптерис, кладоксилон, зигоптерис и ставроптерис).

Принципы подразделения современных папоротников на классы. Классы: Ophioglossopsida, Marattiopsida, Polypodiopsida (Polypodiidae, Salviniidae, Marsileidae). Географическое распространение папоротниковидных, их роль в растительном покрове прошлого и настоящего.

Эволюционное значение перехода от равно- к разноспоровости и параллелизм этого явления в разных отделах несеменных растений. Развитие однополых гаметофитов, их морфологическая редукция. Возникновение семезачатка и семени, их биологическое значение. Общая характеристика семенных растений, вопрос о моно- или полифилетическом их происхождении.

Отдел Pinophyta (пинофиты, голосеменные)

Общая характеристика, происхождение семезачатка, совершенствование строения семезачатка и процесса оплодотворения в ходе эволюции. Особенности строения стробилов. Развитие женского и мужского гаметофитов, опыление и оплодотворение. Развитие и строение семени. Представления о происхождении голосеменных, подразделение на классы.

Класс Lyginopteridopsida, особенности строения и размножения, время существования этих ископаемых голосеменных, филогенетическое значение класса. Калимматотека и медуллоза как представители класса.

Класс Cycadopsida, его современные представители, особенности их строения, размножения, обитания, географического распространения в прошлом и настоящем.

Класс Bennettitopsida: происхождение и черты строения стробилов, вызывавших представление о родстве беннеттитовых с цветковыми, аргументы "за" и "против" этого предположения. Вильямсония и цикадеоидеа.

Класс Ginkgopsida, особенности строения и размножения единственного современного представителя – Ginkgo biloba.

Класс Gnetopsida: erо объем, обособленность, неясное положение в системе, вероятные филогенетические связи, отличие от других групп голосеменных растений. Особенности строения на примере порядка Ephedrales (строение мужских и женских стробилов, признаки, аналогичные покрытосеменным). Условия обитания и географическое распространение представителей Gnetopsida.

Класс Pinopsida: общая характеристика, эколого-фитоценотические и географические черты. Развитие зародыша. Строение семени. Вымершие порядки Cordaitales и Voltziales: время существования, особенности строения и распространения, филогенетические связи с современными хвойными; гомология частей семенной шишки. Основные порядки современных хвойных – Araucariales, Pinales, Cupressales, характеристика входящих в них семейств, географическое распространение основных представителей.

Отдел Magnoliophyta (магнолиофиты, цветковые, покрытосеменные)

Общая характеристика; основные особенности строения, размножения и расселения цветковых, дающие им преимущество над другими группами высших растений. Разнообразие жизненных форм, численность видов, экологическая пластичность, географическое распространение цветковых. Роль цветковых в сложении растительного покрова и в жизни человека.

Цветок как характерный признак отдела. Современные взгляды на морфологическую природу цветка и его частей. Расположение цветков на растении. Соцветия, их типы и биологическое значение. Строение цветка. Части цветка, их расположение на цветоложе и морфологическое разнообразие. Симметрия цветка. Принципы построения диаграмм и составления формул цветка. Околоцветник, его строение, развитие и биологическое значение. Простой и двойной околоцветник.

Андроцей. Расположение тычинок в цветке, разнообразие их строения, гомология с микроспорофиллами. Развитие и строение пыльника. Микоспорогенез, развитие микроспор и мужских заростков (пыльцевых зерен), их отличия от пыльцевых зерен голосеменных растений. Морфологическое разнообразие пыльцевых зерен.

Гинецей. Плодолистики как гомологи мегаспорофиллов. Строение пестика, образование завязи, ее положение в цветке и биологическое значение. Стилодии и столбики. Монокарпный, апокарпный, синкарпный, паракарпный, лизикарпный гинецеи; связи между ними. Особенности строения семезачатка, развития женского и мужского гаметофитов, процесса оплодотворения у цветковых растений. Их отличия от семезачатков голосеменных растений.

Агенты опыления. Приспособления к разным способам опыления. Развитие семени, типы семян. Развитие плода. Морфологическое разнообразие плодов и принципы их классификации. Околоплодник, его строение и биологическое значение. Приспособления плодов и семян к распространению.

Проблема происхождения цветковых растений. Классические (эвантиевая и псевдантиевая) теории происхождения цветка. Вопрос о моно- или полифилетическом происхождении цветковых. Вероятные предки цветковых растений. Вопрос о времени, месте возникновения цветковых и причинах их быстрого расселения по всей суше Земного шара в середине мелового периода.

Основные системы цветковых растений.

Класс Magnoliopsida (Dicotyledones) – магнолиопсиды, двудольные

Основные линии филогенетического развития двудольных растений. Характеристика подкласса Magnoliopsida как объединения порядков, сохранивших наибольшее число признаков первичных цветковых растений. Основные представители порядков Magnoliales (сем. Degeneriaceae, Magnoliaceae), Winterales, Laurales, Nymphaeales, Nelumbonales.

Подкласс Ranunculidae. Характеристика представителей порядков Ranunculales (сем. Ranunculaceae), Papaverales (сем. Papaveraceae, Fumariaceae).

Подкласс Caryophyllidae. Порядок Caryophyllales (сем. Caryophyllaceae).

Подкласс Hamamelididae. Переход от энтомо- к анемофилии. Основные представители порядков Trochodendrales, Casuarinales, Fagales, Betulales, Juglandales.

Подкласс Dilleniidae. Характеристика представителей порядков Theales (сем. Theaceae), Ericales (сем. Ericaceae), Primulales (сем. Primulaceae), Salicales (сем. Salicaceae), Cucurbitales (сем. Cucurbitaceae), Capparales (сем. Brassicaceae), Malvales (сем. Tiliaceae, Malvaceae), Urticales (сем. Moraceae, Urticaceae, Cannabaceae).

Подкласс Rosidae. Характеристика представителей порядков Rosales (сем. Rosaceae), Fabales (сем. Fabaceae), Apiales (сем. Apiaceae), Dipsacales.

Подкласс Lamiidae. Характеристики представителей порядков Solanales (сем. Solanaceae), Boraginales (сем. Boraginaceae), Scrophulariales (сем. Scrophulariaceae), Lamiales (сем. Lamiaceae).

Подкласс Asteridae. Порядки Campanulales (сем. Campanulaceae, Lobeliaceae), Asterales (сем. Asteraceae).

Класс Liliopsida (Monocotyledones) - лилиопсиды, однодольные

Вопрос о происхождении однодольных. Гипотезы моно- и полифилетического происхождения однодольных. Вероятные предки.

Подкласс Alismatidae. Порядки Butomales и Alismatales, характеристика представителей, черты примитивности и продвинутости.

Подкласс Liliidae. Характеристики представителей порядков Liliales (сем. Iridaceae, Liliaceae), Amaryllidales (сем. Asphodelaceae, Hyacinthaceae, Alliaceae, Agavaceae, Amaryllidaceae), Orchidales (сем. Orchidaceae). Орхидные – вершина эволюции насекомоопыляемых представителей подкласса. Порядки Juncales, Cyperales, Poales. Злаки – наиболее совершенные ветроопыляемые лилииды, их роль в природе и в жизни человека.

Подкласс Arecidae. Характеристика порядков Arecales (сем. Аrесасеае), Arales (сем. Araceae, Lemnaceae), Typhales (Typhaceae).