Классы и семейства Покрытосеменных растений. Часть 2

На этой странице вы узнаете

• Почему арахис — это не орех?
• Почему колорадские жуки так любят ядовитую картошку?
• Почему отец генетики Грегор Мендель очень не любил семейство Сложноцветные? 

В предыдущей статье, посвященной разнообразию Покрытосеменных, мы подробно обсуждали класс Однодольные. Сегодня речь пойдет о не менее интересных Двудольных, но если вы вдруг не ознакомились с первой частью статьи, рекомендуем вернуться к ней — «Классы и семейства Покрытосеменных растений. Часть 1».

Семейство Крестоцветные (Капустные) 

Капуста является едва ли не самым распространенным огородным растением. Из нее готовят супы, голубцы – каждый из нас точно когда-нибудь видел ее. Но кто бы мог подумать, что она относится к Цветковым растениям! 

Давайте поближе познакомимся с особенностями семейства Крестоцветные и его представителями.

• Представители Крестоцветных

К семейству относятся известные травянистые растения, которые в том числе представлены культурными растениями. К Крестоцветным относятся капуста, сурепка, редька, горчица, пастушья сумка, икотник и многие другие растения. 

• Строение цветка

Формула цветка у Крестоцветных — Ч₄Л₄Т₄₊₂П₁. Как можно увидеть по формуле, их цветок четырехчленный, а если посмотреть на него в реальности, то он будет напоминать крест (отсюда и название семейства). 

• Строение соцветия

Характерное для Крестоцветных соцветие — кисть. Посмотрим, как оно выглядит. 

Соцветие кисть

• Тип плода

Тип плода, характерный для этого семейства — стручок или стручочек. В быту мы привыкли называть стручками бобы фасоли, поэтому очень важно не путать эти типы плодов — у стручков семена расположены на отдельной перегородке, а вот у бобов семена расположена на створках плода. 

Плоды Крестоцветных

Семейство Бобовые (Мотыльковые) 

Бобовые — важные растения в рационе человека, так как их плоды содержат большое количество белка и витаминов. Познакомимся с этим семейством поближе. 

• Представители Бобовых

Это семейство представлено всеми жизненными формами — травами, кустарниками, древесными растениями. Среди представителей семейства стоит запомнить, такие растения как горох, фасоль, клевер, люцерна, акация, вика, чина, арахис. 

Почему арахис — это не орех? Если в магазине найти отдел с орехами и сухофруктами, почти всегда в этом отделе мы встретим арахис, который в быту ошибочно относят к орехам. С точки зрения ботаники плоды арахиса, которые мы и употребляем в пищу, — это бобы, так как это растение относится к семейству Бобовые.

Плод арахиса

• Строение цветка

У Бобовых цветки имеют очень интересное строение, и это сразу видно по формуле цветка — Ч₍₅₎Л_(2)+2+1Т₍₉₎₊₁П₁. Здесь стоит обратить внимание на расположение лепестков, которое можно запомнить по аналогии с парусником:

• верхний лепесток называется «парусом», 
• боковые – «веслами», 
• а 2 нижних срастаются в «лодочку». 

Цветок Бобовых и его диаграмма

Аналогия с парусником возникла из-за внешнего подобия: сверху строение цветка напоминает кораблик.

Необычные цветки Бобовых вызывают и другие ассоциации. Например, на воздухе его лепестки колышутся и напоминают летящего мотылька, отсюда и появилось второе название этого семейства — Мотыльковые. 

• Строение соцветия

Характерные для мотыльковых соцветия — это головка и кисть. Головка, например, встречается у клевера, а кисть — у люпина.

Соцветие клевера (головка)

Соцветие люпина (кисть)

• Тип плода

Характерный плод у Бобовых, логично, боб. Мы уже знаем, что его можно перепутать со стручком, но у боба отличие будет состоять в том, что семена расположены на створках плода.

Плод боб

Бобы фасоли, сои, гороха человек употребляет в пищу, так как они богаты белком. Откуда Бобовые берут такое количество белка? Дело в том, что они вступают в симбиотические отношения с азотфиксирующими (клубеньковыми) бактериями. Эти бактерии переводят атмосферный азот в доступную для растений форму — минеральные соли (нитриты и нитраты), а Бобовые при их участии создают аминокислоты и белки. Бактерии, в свою очередь, от растения получают органические вещества и защиту, так как они поселяются на корнях растений и образуют специальные утолщения — клубеньки. Подробнее почитать об этих бактериях можно в статье «Царство Бактерии».

Клубеньки на корнях бобового растения

А теперь повторим признаки семейства Бобовые и попробуем решить тестовое задание ЕГЭ.

Разберем пример задания ЕГЭ №11.

Задание. Выберите три верных ответа из шести. Какие признаки характерны для растения, если для него характерен цветок, изображенный на картинке ниже? 

1) соцветие головка
2) соцветие корзинка
3) симбиоз с азотфиксирующими бактериями 
4) мочковатая корневая система
5) плод стручок
6) плод боб 

Решение. Перед нами изображен цветок, характерный для Бобовых, а значит, мы должны выбрать признаки этого семейства. Характерный тип соцветия Бобовых — это головка, а плод у этого семейства — боб. Также для представителей Бобовых характерно образование клубеньков — утолщений, в которых живут симбиотические азотфиксирующие бактерии.

Ответ: 136

Семейство Пасленовые 

Наверное, это семейство можно назвать самым неоднозначным. С одной стороны, мы почти каждый день видим их в своем рационе, с другой стороны, это одни из самых ядовитых растений. Рассмотрим подробнее это семейство.

• Представители

В основном представители Пасленовых — это травянистые ядовитые растения. К ним относятся перец, баклажан, картофель, табак, томат, белена, дурман. Вы можете удивиться: почему картошка тоже считается ядовитой? Давайте разберемся с этим подробнее.

Почему колорадские жуки так любят ядовитую картошку? В ягодах и листьях картофеля накапливается ядовитое вещество – соланин. Потребляя его, колорадские жуки становятся практически неуязвимыми для хищников (птиц, ежей, землероек). Это похоже на то, как в игре герой выпивает зелье неуязвимости и идет в бой с монстрами.  На организм самого жука яд не действует, однако в случае передозировки насекомое может умереть. На этом факте основан один из экологически чистых способов истребления колорадских жуков. Насекомых собирают в емкость, заливают водой и оставляют на несколько дней, чтобы соланин вышел в раствор. Потом получившейся смесью опрыскивают растения картофеля. В результате концентрация соланина на листьях становится больше, и жуки отравляются ими.

• Строение цветка

Цветки Пасленовых имеют формулу Ч₍₅₎Л₍₅₎Т₅П₁. Характерная черта строения у этих цветков — сросшиеся элементы околоцветника, что хорошо видно на картинке.

Цветок Паслёновых и его диаграмма

• Строение соцветия

Многие Пасленовые имеют уже знакомое нам соцветие — кисть. Также у белены, пасленов имеется соцветие завиток. 

Соцветие паслена (завиток)

Соцветие табака (кисть) 

• Тип плода

Для Пасленовых характерно два типа плодов: сочная ягода (у томата, картофеля, баклажана) и сухая коробочка (петуния, табак, белена).

Коробочка и ягода 

Семейство Сложноцветные (Астровые)

Когда мы смотрим на роскошные подсолнухи, то воспринимаем его как один цветок, но на самом деле то, что мы считаем цветком — это целое соцветие. Подсолнечник относится к семейству Сложноцветные, название которого связано с интересным строением соцветий этих растений. Познакомимся с ними поближе.

Соцветие подсолнечника

• Представители

Сложноцветные представлены в основном травянистыми формами. К ним относятся подсолнечник, астра, мать-и-мачеха, бодяк, василек, одуванчик, ромашка, ястребинка.

Почему отец генетики Грегор Мендель очень не любил семейство Сложноцветные? Грегор Мендель стал известен благодаря тому, что он первым установил закономерности наследования и сформулировал законы, о которых можно прочитать в статье «Закономерности наследования, установленные Г. Менделем». Как многим известно, его открытие было сделано на горохе, и Мендель стремился найти подтверждение своим законам и на других растениях.  Одним из растений, на которых Мендель проверял достоверность своей гипотезы, была ястребинка — это представитель семейства Сложноцветные, близкий родственник известного всем одуванчика. Ястребинка была неудачей всей жизни Менделя, потому что при ее скрещиваниях ученый не получал ожидаемого расщепления: все потомство ястребинки было идентично материнскому организму.  Потратив восемь лет жизни на попытки понять, почему так получается, Мендель так и не смог прийти к ответу, поэтому он просто объяснил это тем, что для ястребинки характерны другие законы наследственности. Как выяснилось позже, для этого коварного растения характерно явление под названием апомиксис — образование семян без оплодотворения. Логично, в таком случае потомки ястребинки будут полностью копировать материнский организм, что и сделало эксперименты Менделя неудачными.

• Строение цветка

Название этого семейства говорит само за себя: цветки у Сложноцветных имеют разнообразное строение и отличаются друг от друга по функциям. При этом каждый из этих цветков имеет формулу О₅Т₅П₁. В соцветиях у Сложноцветных выделяют трубчатые, язычковые, ложноязычковые и воронковидные цветки. 

1. Из завязи трубчатых и язычковых цветков после оплодотворения образуются плоды.
2. В ложноязычковых и воронковидных цветках отсутствуют тычинки. Они не образуют семян и служат исключительно для привлечения опылителей.

Цветки Сложноцветных растений 

• Строение соцветия

Именно особенности соцветий дали этому семейству второе название — Астровые.

«Астра» в переводе с латинского означает «звезда».

Соцветия Сложноцветных — корзинки — очень напоминают эти небесные тела, поэтому так называются. Корзинки представляют из себя соцветия из расширенного ложа, на котором лежат многочисленные цветки разных типов. Но есть и исключения, например, соцветие одуванчика имеет в составе цветки только одного типа — язычковые. 

Попробуем решить задание тестовой части ЕГЭ, основываясь на новых знаниях о признаках Сложноцветных.

Разберем пример задания ЕГЭ №9 — это задание тестовой части с картинкой.

Задание. Какой цифрой на рисунке указано соцветие, характерное для семейства Сложноцветные? 

Решение. Как мы уже знаем, для Сложноцветных характерно соцветие корзинка, которое представляет из себя расширенное ложе, на котором «сидят» цветки. Такое соцветие изображено под цифрой 3, так что в ответе мы запишем именно эту цифру. 

Ответ: 3

• Тип плода

Семечки подсолнечника, которые мы можем купить в магазине, это на самом деле плод Сложноцветных, который называется семянка. У семянок семенная кожура не срастается с околоплодником, так что мы легко можем грызть семечки.

Плоды семянки

У некоторых представителей Сложноцветных, например, у одуванчика, семянки видоизменены — у них есть небольшой хохолок, который необходим для переноса семянок на дальние расстояния, ведь хохолок позволяет парить по воздуху.

Семейство Розоцветные 

Как вы думаете, цветок какого растения признан символом красоты? Розы, и это неслучайно! Цветы Розоцветных отличаются сладким ароматом и необычайной красотой. Но за такую красоту нужно платить: многие существующие сейчас сорта роз выведены искусственно, так что они не особо устойчивы в окружающей среде по сравнению с другими растениями, например, одуванчиками, которые мы обсуждали выше. По сравнению с розами им почти все нипочем!

• Представители

Розоцветные — очень разнообразное семейство, которое представлено всеми жизненными формами. Из часто встречающихся представителей стоит запомнить, такие растения как роза, яблоня, груша, вишня, персик, рябина, черемуха, малина, клубника. Как мы можем заметить, это семейство очень богато плодово-ягодными культурами.

• Строение цветка

Ради интереса, когда в следующий раз после какого-нибудь праздника у вас останутся розы, попробуйте пересчитать их лепестки — если цветок не был поврежден, то количество лепестков у него будет кратно пяти, так как для Розоцветных характерен пятичленный цветок. Формула цветка — Ч₅Л₅Т_∞П_1/∞, так что у цветков этого семейства может быть бесконечное количество тычинок и пестиков. 

Цветок шиповника и его диаграмма

• Строение соцветия

Для Розоцветных характерны несколько типов соцветий, самые часто встречающиеся — это кисть, щиток и зонтик. 

Кисть черемухи 

Щиток рябины

Зонтик вишни

• Тип плода

Типы плодов у Розоцветных разнообразны — сюда относятся яблоко, костянка, многокостянка, многоорешек. 

Типы плодов Розоцветных

Сегодня мы познакомились с немалым количеством культурных растений, узнали, к каким семействам они относятся и какие особенности имеют. Получение культурных растений — это огромный труд ученых-селекционеров, которые занимаются выведением новых сортов. А чтобы узнать об этом подробнее, можно прочитать статью по теме «Селекция».

Термины

Азотфиксирующие бактерии — это бактерии, способные переводить атмосферный азот в неорганические соли.  

Расщепление — это появление в потомстве особей с разными признаками.

Симбиоз — это сожительство двух организмов разных видов, при котором они приносят друг другу взаимную пользу.

Фактчек 

• К классу Двудольные относятся семейства Розоцветные, Крестоцветные, Пасленовые, Бобовые (Мотыльковые), Сложноцветные.
• Для Крестоцветных характерен плод стручок, четырехчленный цветок, формула цветка Ч₄Л₄Т₄₊₂П₁, соцветие кисть.
• Для Бобовых характерен плод боб, формула цветка Ч₍₅₎Л_(2)+2+1Т₍₉₎₊₁П₁, соцветие головка или кисть.
• Для Пасленовых характерны плоды ягода или коробочка, пятичленный цветок, формула цветка Ч₍₅₎Л₍₅₎Т₅П₁ , соцветия кисть или завиток.
• Для Сложноцветных характерен плод семянка, наличие трубчатых, воронковидных и язычковых цветков, соцветие корзинка.
• Для Розоцветных характерны плоды яблоко, костянка, многоорешек, пятичленный цветок, формула цветка Ч₅Л₅Т_∞П_1/∞, соцветия кисть, щиток или зонтик.

Проверь себя 

Задание 1.

К какому семейству относится пастушья сумка?

1. Розоцветные
2. Крестоцветные
3. Пасленовые 
4. Сложноцветные

Задание 2.

Какой признак характерен для семейства Сложноцветные?

1. Соцветие — корзинка
2. Плод — боб
3. Плод — стручок 
4. Количество элементов цветка кратно двум

Задание 3.

К какому семейству относится люцерна? 

1. Луковые 
2. Капустные 
3. Мотыльковые 
4. Злаковые

Задание 4.

В завязях каких цветков Астровых после оплодотворения формируются плоды?

1. Трубчатые
2. Воронковидные
3. Язычковые
4. Ложноязычковые

Ответы: 1. – 2; 2. – 1; 3. – 3; 4. – 13.