Вид - основная таксономическая единица, объединяющая сходные между собой организмы, способные к скрещиванию друг с другом и прозводству плодовитого потомства. Виды, как таксоны, имеют двойные названия, в которых первое слово повторяет название рода, второе является видовым эпитетом.
Высшие растения - растения, тело которых расчленено на стебель, корень, лист. Имеют закономерное чередование полового и бесполого поколений - гаметофита спорофита К высшим относят растения следующих отделов:
- Моховидные (Bryophyta )
- Плауновидные (Lycopodiophyta )
- Хвощевидные (Equsetophyta )
- Папоротниковидные (Polypodiophyta )
- Голосеменные (Gymnospermae или Pinophyta )
- Angiospermae или Magnoliophyta )
Голосеменные
(отдел Pinophyta
или Gymnospermae
) - семенные растения, семязачатки которых располагаются открыто на поверхности мегаспорофиллов.
Спорофиллы собраны в однополые стробилы или собрания стробилов, часто именуемые мужскими и женскими шишками.
Отдел представлен исключительно древесными обычно вечнозелеными растениями.
Двудольные
(класс Magnoliopsida
или Dicotyledones
) - цветковые растения:
- с двумя зародышевыми семядолями
- с листьями простыми или сложными, обычно разделенными на черешок и пластинку
- с перистым или пальчатым жилкованием листовых пластинок
- обычно с 4-х или 5-ти членным планом строения цветка
Класс
- таксономическая категория или таксон рангом ниже отдела. Латинские названия классов, как таксонов, имеют стандартное окончание - psida
.
Полиподиевые или многоножковые
,настоящие папоротники (класс Polypodiopsida
) - во флоре области "типичные" папоротники с листьями - вайями, имеющими в раннем возрасте характерную форму "улитки".
Спорангии развиваются на обыкновенных зеленых листьях, либо на специальных частях листа или на специализированных отдельных спорофиллах, утративших способность к фотосинтезу. Спорангии обычно собраны в группы (сорусы) на нижней, лучше защищенной, стороне листа.
Гаметофиты класса Polypodiopsida
- мелкие напочвенные зеленые растеньица.
Однодольные (класс Liliopsida или Monocotyledones ) - цветковые растения:
- с одной зародышевой семядолею;
- с листьями всегда простыми, обычно не разделенными на черешок и пластинку;
- с жилкованием параллельным или дуговидным;
- с цветками в своей основе обычно 3-членными, редко 4- или 2-членными.
Отдел - одна из наиболее крупных таксономических категорий, используемых в систематике растений. Латинские названия конкретных отделов имеют стандартные окончания - phyta .
Офиоглоссовые или ужовниковые (класс Ophioglossopsida ) - наиболее древняя и примитивная группа современных папоротников.
Большинство видов образует ежегодно только по одному листу, развивающемуся медленно, часто до трех и более лет. При этом в пределах единственного листа развиваются отдельные вегетативная и спороносная зоны.
Гаметофиты ужовниковых ведут подземный образ жизни, связаны с почвенными грибами, долгоживущие (существуют до 20 лет).
Папоротниковидные или папоротники (отдел Polypodiophyta или Pterophyta ) - споровые сосудистые растения с крупными листьями, эволюционно произошедшими в результате уплощения целых ветвей (у хвощей и плаунов листья мелкие, образованные как простые выросты стебля).
Следствием веточной природы листьев папоротников является их длительный верхушечный рост, большие размеры, сложная форма листовой пластинки.
Гаметофиты папоротников - маленькие зеленые растеньица, фотосинтезирующие и питающиеся самостоятельно. Реже лишены хлорофилла и живут под землей, питаясь микоризно.
Плауновидные (отдел Lycopodiophyta ) - споровые сосудистые растения, представленные в современной флоре травянистыми обычно вечнозелеными растениями.
Имеют характерное вильчатое ветвление побегов; мелкие чешуевидные листья; длинные, часто ползучие стебли. Спорофиллы собраны в стробилы или образуют на стебле отдельные спороносные зоны. Имеются также водные представители отдела, обитатели дна олиготрофных водоемов.
Наиболее древний отдел современных высших растений. Его вымершие представители (лепидодендроны, сигиллярии) обладали гигантскими стволами до 40 метров высоты и вместе с рядом гигантских хвощевидных образовали на Земле основные запасы каменного угля.
Среди плауновидных имеются равноспоровые и разноспоровые представители, объдиняемые в два класса: Lycopodiopsida и Isoetopsida .
Плауновые (класс Lycopodiopsida ) - равноспоровые представители отдела Lycopodiophyta .
Спорофиты плауновых являются вечнозелеными обычно ползучими травянистыми растениями, с мелкими чешуевидными листьями, с вильчатым ветвлением побегов, с расположением спорофиллов среди обычных вегетативных листьев или в отдельных стробилах.
Гаметофиты подземные или полуподземные, ведут самостоятельный образ жизни, созревают за 1-15 лет, связаны микоризно с почвенными грибами.
Покрытосеменные или цветковые (отдел Angiospermae или Magnoliophyta ) - семенные растения, мегаспорофиллы которых, срастаясь краями, образуют полость, к внутренней поверхности которой прикреплены cемязачатки При созревании семян мегаспорофиллы образуют их вместилище, называемое плодом.
Для всех представителей характерен цветок, как специальный орган полового размножения.
Полушниковые, или шильниковые (класс Isoetopsida ) - разноспоровые представители отдела Lycopodiophyta , с сильно редуцированными однополыми гаметофитами, обычно не покидающими оболочку споры.
Класс представлен семейством Selaginellaceae (селагинелловые), виды которого миниатюрны в размерах и внешне напоминают мхи, и семейством Isoetaceae (полушниковые), виды которого являются водными растениями с характерным пучком шиловидных листьев, встречающиеся только в особо чистых олиготрофных водоемах.
Из-за антропогенного загрязнения водоемов полушники в настоящее время довольно быстро вымирают.
Растения семенные
- растения, имеющие в качестве единицы размножения и расселения семена, сложные многоклеточные образования, имеющие сформированный зародыш нового организма, определенный запас питательных веществ, защитные покровы.
Семенными являются растения двух отделов сосудистых растений:
- Gymnospermae (Голосеменные)
- Angiospermae (Покрытосеменные)
Растения споровые - растения, имеющие в качестве единицы размножения и расселения споры, одноклеточные образования, способные при прорастании к образованию самостоятельного организма. Споровыми являются растения следующих отделов сосудистых растений:
- Lycopodiophyta (Плауновидные)
- Equisetophyta (Хвощевидные)
- Polypodiophyta (Папоротниковидные или Папоротники).
Сосудистые растения - высшие растения, имеющие сосуды. К сосудистым относят растения следующих отделов:
- Плауновидные (Lycopodiophyta )
- Хвощевидные (Equsetophyta )
- Папоротниковидные (Polypodiophyta )
- Голосеменные (Gymnospermae или Pinophyta )
- Покрытосеменные или Цветковые (Angiospermae или Magnoliophyta )
Таксон - группа организмов, отнесенных в процессе классификации к определенной таксономической категории (иначе рангу таксона).
В классификации высших растений используются следующие ранги таксонов или таксономических категорий: отдел, класс, порядок, семейство, род и вид.
В названиях таксонов выше рода употребляются унифицированные окончания: для семейств - "aceae"; для порядков - "ales"; для классов - "psida"; для отделов - "phyta".
В основу названия таких таксонов кладется обычно название какого-нибудь рода, входящего в этот таксон. Однако допускается употребление давно установившихся и традиционных названий для некоторых таксонов. Например, семейство крестоцветных с равным правом может называться - Brassicaceae (от Brassica ) и Cruciferae ; бобовые - Fabaceae (от Faba ) и Leguminosae и другие.
В названиях видов используются так называемый принцип бинарной номенклатуры или двойных названий, введенный в систематику К.Линнеем в 1753 году. Первое слово в названии обозначает род, к которому относится данный вид, второе - видовой эпитет.
Ученый, впервые описавший таксон, является его автором. Фамилия автора помещается после латинского названия таксона, обычно в сокращенной форме. Так буква L. указывает на авторство Линнея.
Хвойные (класс Pinopsida или Coniferae ) - деревья и кустарники обычно с характерными игольчатыми листьями (хвоeй).
Хвощевидные (отдел Equsetophyta ) - споровые сосудистые растения, с характерными членистыми побегами и мутовками бурых редуцированных листьев, утративших хлорофилл.
Имеют специфичные щитковидные спорофиллы, собранные в стробилы на верхушках стеблей. Стебли хвощей - зеленые фотосинтезирующие, часто со значительным содержанием кремния.
Гаметофиты современных видов - маленькие, величиной в несколько миллиметров, зеленые наземные растеньица.
Все современные хвощевидные - травянистые растения. Древние представители отдела, например каламиты, были древовидными и наряду с гигантскими плауновидными образовывали каменноугольные леса.
Хвощовые (класс Equsetopsida ) - единственный класс современных хвощевидных, повторяющий общие черты отдела.
В биологии на сегодняшний день уже изучено большое количество видов живых организмов, которые относятся к различным таксономическим единицам. Связанные родством систематические группы организмов отделяются от других таких же видов, что упрощает изучение науки в целом и эволюции в частности.
Наука систематика
Эта отрасль занимается изучением и описанием всего разнообразия живого на планете Земля. Также основной задачей систематики является группировка организмов по отличительным признакам, что в дальнейшем помогает составлять грамотные классификационные схемы.
При классификации животных, растений, бактерий или протистов часто используется понятие таксона. Под этим термином понимают систематическую группу организмов, связанных родством и общими отличительными признаками.
Особенности систематизации и классификации всего сущего - это основные предметы изучения такого учения, как таксономия. Термин применяется не только в биологии, но и в других сферах (лингвистике, библиографии).
Иерархические классификационные системы
В любой науке, требующей систематизации ее объектов, необходимо выделить общие классификационные могут быть обширные группы (в нашем случае) живых организмов с учетом общих признаков.
Из таких классификационных таксонов в дальнейшем формируют несколько систематических групп организмов, связанных родством. Они обычно имеют ряд отличительных и характерных признаков, по которым и отличаются от других объектов изучения биологов.
Если два любых таксона не имеют общих признаков (не пересекаются) или находятся в соподчинении друг к другу, то такую классификационную систему можно назвать иерархической.
Здесь можно привести следующие примеры: класс Земноводные и класс Птицы не пересекаются, т. к. их представители имеют мало сходства. Если же рассматривать отряд Приматы в рамках класса Млекопитающие, то оба этих таксона характеризуются некоторыми общими признаками, однако они находятся в соподчинении (отряд ниже класса в биологической систематике животных).
Характеристики биологического таксона
Атрибутами любой организмов, связанных родством, являются диагноз, ранг и объем.
1. Под диагнозом понимают все отличительные признаки данного таксона, которые объединяют соответствующие виды организмов. Причем эти отличительные черты должны быть достаточными для ограничения объектов в отдельную группу.
2. Ранг - это уровень таксономической группы в рамках рассматриваемой классификационной схемы. В зависимости от него эти группы находятся в соподчинении и при этом могут иметь несколько общих признаков.
3. Если необходимо указать количество таксонов более низкого ранга, используется понятие объема систематической группы. Сейчас оно используется редко и обычно поясняется латинскими выражениями sensu stricto или sensu lato (в узком смысле и в широком соответственно).
Биологическая классификация
Систематизация различных видов растений и животных сегодня прочно укрепилась во многих учебниках и методических пособиях. Исходя из вышеперечисленных особенностей иерархической классификации, все живые организмы делятся на 5 царств: растения, животные, грибы, протисты и бактерии. Существуют также вироиды, вирусоиды, прионы), которые рассматриваются отдельно.
В рамках царств Растения, Грибы и Бактерии выделяют следующие таксономические единицы, которые идут по падению старшинства:
- Царство.
- Отдел.
- Класс.
- Порядок.
- Семейство.
- Род.
- Вид.
Если рассматривать высшие растения (по старой классификации), к которым относятся все наземные представители, изучены 4 отдела: мохообразные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные. Иногда папоротникообразных разделяют на три отдельные таксономические группы: хвощеобразные, плаунообразные и собственно папоротникообразные.
Вот еще один вариант распределения таксономических рангов:
- Царство.
- Тип.
- Класс.
- Отряд.
- Семейство.
- Род.
- Вид.
Такая иерархическая классификация используется при изучении животных и протистов.
Взаимоотношения внутри одной систематической группы организмов выстраиваются по вертикали, однако с точки зрения эволюции ученых интересует «горизонтальная» классификация таксонов.
Например, представители являются более примитивными в сравнении с типом Моллюски, однако последние явно уступают в эволюционном плане типу Млекопитающие. Как видно, таксономический ранг один и тот же, но уровень организации рассматриваемых видов разный.
Для ответов на задания 29-32 используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания (29, 30 и т.д.), а затем ответ к нему. Ответы записывайте четко и разборчиво.
ВИДЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Приспособленность - это относительная целесообразность строения и функций организма, являющаяся результатом естественного отбора.
Форма тела животных позволяет им легко передвигаться в соответствующей обстановке, делает организмы малозаметными в окружающей среде, например, морской конёк-тряпичник. Маскировка - сходство организма с каким-либо предметом окружающей среды по окраске, форме тела, например, палочник. Покровительственная окраска скрывает организм в окружающей среде, делает его незаметным, например, кузнечик. Расчленяющая окраска - чередование светлых и тёмных полос на теле создаёт иллюзию чередования света и тени, размывает контуры животного, например, зебра, тигр. Предостерегающая окраска - яркая окраска, указывающая на наличие ядовитых веществ или специальных жалящих органов защиты, на опасность организма для хищника, например, шмель, оса. Мимикрия - подражание незащищённых организмов хорошо защищённым, например, глухая крапива. Приспособительное поведение - повадки, инстинкты, направленные на защиту от врагов и действий факторов среды (угрожающая поза, предупреждающая и отпугивающая врага, замирание, забота о потомстве, запасание корма, постройка гнезда, норы и т.д.).
У растений также выработались приспособления к защите, размножению и распространению: колючки; яркая окраска цветков у насекомоопыляемых растений; разное время созревания тычинок и семязачатков препятствует распространению семян. Видоизменения различных органов у растений - это приспособления к перенесению неблагоприятных условий и вегетативному размножению.
1) Какой характер носят приспособления у живых организмов? Ответ поясните.
2) Некоторые животные имеют окраску, сочетающую яркие цвета, например, чёрный и красный, чёрный и жёлтый. Каково биологическое значение такой окраски?
3) Как растения приспосабливаются к недостатку влаги? Приведите примеры.
Показать ответ
1) Приспособления носят относительный и временный характер, так как помогают выживать организму только в тех условиях, в которых они возникли.
2) Такая окраска называется предостерегающей, указывает на наличие у животного ядовитых веществ или специальных жалящих органов защиты, на опасность организма для хищника.
3) Запасают воду в листьях или стеблях (алоэ, кактус); длинные корни (верблюжья колючка); листья покрыты восковым налётом или опушены, жёсткие побеги (саксаул, ковыль) или видоизменены в колючки (кактусы).
Изучите таблицу «Химический состав ламинарии сахаристой». Ответьте на вопросы.
Химический состав ламинарии сахаристой
1) Для восполнения недостатка какого элемента рекомендуют употреблять ламинарию?
2) Сколько суточных дот этого элемента содержит 100 г сухого вещества ламинарии?
3) Профилактикой какого заболевания является употребление в пищу ламинарии?
Показать ответ
Правильный ответ должен содержать следующие элементы:
3) эндемического зоба.
Рассмотрите таблицы и выполните задания 31 и 32.
Энергетические затраты при различных видах физической активности
Василий - ведущий игрок команды по водному поло. Используя данные таблиц, предложите Василию оптимальное по калорийности меню, позволяющее ему компенсировать энергетические затраты после тренировки, которая продолжалась 1 час 35 минут.
При выборе учтите, что Василий любит шоколадное мороженное, а чай пьет без сахара.
В ответе укажите энергетические затраты, рекомендуемые блюда, калорийность обеда и количество в нем жиров.
Показать таблицыЭнергетическая и пищевая ценность продуктов
Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: вид, бинарная номенклатура, класс, классификация, отдел, отряд, порядок, семейство, систематика, род, таксон, тип.
Систематика растений, раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений. Особей со многими сходными внешними и внутренними признаками объединяют в группы, называемые видами. Лютик жгучий – один вид, лютик кашупский – другой и т.п. Похожие друг на друга виды в свою очередь объединяют в один род: например, все лютики относятся к одноименному роду – Лютик, а все клематисы – растения семейства – лютиковые объединяются в род Клематис. Определенные черты сходства между лютиками, ветреницей, водосбором, клематисом и некоторыми другими родами позволяют объединить их в одно семейство – лютиковые. Семейства объединяются в порядки, порядки – в классы. Так, например, все лютиковые относятся к порядку Лютикоцветные. Из порядков формируются классы. Все лютиковые относятся к классу двудольных растений. Все двудольные цветковые растения входят в отдел покрытосеменных растений. А все растения образуют царство растений. Возникает иерархическая система из групп различного ранга. Каждая такая группа, независимо от ранга, например род Лютик, семейство Лютиковые или порядок Лютикоцветные, называется таксоном . Принципами выделения и классификации таксонов занимается особая дисциплина – таксономия .
Систематика – необходимая основа любой отрасли ботаники, т.к. она характеризует, взаимосвязи между разнообразными растениями и дает растениям официальные названия, позволяющие специалистам различных стран обмениваться научной информацией.
Первые серьезные попытки создания научной классификации растений нашли свое наиболее полное выражение в работах гениального шведского ботаника XVIII в. Карла Линнея, с 1741 по 1778 г. профессора медицины и естественной истории Упсальского университета. Он классифицировал растения главным образом по числу и расположению тычинок и плодолистиков (репродуктивных структур цветка). Линней ввел в обиход так называемую бинарную номенклатуру – систему двойных названий видов растений, которую он заимствовал у немецкого ботаника Бах– мана (Ривиниуса): первое слово соответствует роду, второе (видовой эпитет) – собственно виду. У Линнея было множество учеников, и некоторые из них в поисках новых растений путешествовали по Америке, Аравии, Южной Африке и даже Японии.
Слабость системы Линнея в том, что его жесткий подход временами не отражал очевидной близости между организмами или, наоборот, сближал явно далекие друг от друга виды. Известно, например, что три тычинки характерны как для злаков, так и для тыквенных, а, например, у сходных по многим другим признакам губоцветных их может быть и две, и четыре. Впрочем, сам Линней считал целью ботаники именно «естественную» систему и сумел выделить более 60 естественных групп растений.
В настоящее время приняты следующие системы классификации растений и животных.
Основным принципом объединения организмов в один таксон является степень их родства. Чем далее они отстоят друг от друга по своим родственным связям, тем большую таксономическую группу они образуют. Систематизируются организмы на основании разных признаков. Растения классифицируются по строению тела, наличию или отсутствию определенных органов или тканей, строению цветка, семени и по ряду других признаков. Животные также классифицируются по степени родства, внешнему и внутреннему сходству, способам питания и ряду других признаков. Наиболее важной для биологов таксономической группой является вид – группа особей сходных по внешнему и внутреннему строению, занимающая определенный ареал и дающих плодовитое потомство при скрещивании. Считается, что вид – это реально существующая в природе группа, т.к. все эволюционные преобразования происходят на популяционно-видовом уровне.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
Часть А
А1. Основная борьба за существование происходит между
1) классами 3) семействами
2) отделами 4) видами
А2. Ареал – это область распространения
1) отряда 2) вида 3) царства 4) класса А
AЗ. Укажите правильный порядок классификации
1) класс – тип – семейство – отряд – вид – род
2) тип – класс – отряд – семейство – род – вид
3) отряд – семейство – род – вид – отдел
4) вид – род – тип – класс – отряд – царство
А4. Укажите признак, на основании которого двух вьюрков можно отнести к разным видам
1) живут на разных островах
2) различаются размерами
3) приносят плодовитое потомство
4) отличаются хромосомными наборами
А5. Какая из таксономических групп растений указана неправильно?
1) класс двудольные
2) отдел покрытосеменные
3) тип хвойные
4) семейство крестоцветные
А6. Ланцетник относится к
1) классу хордовых 3) типу животных
2) подклассу рыб 4) подтипу бесчерепных
А7. Капуста и редька относятся к одному семейству на основании
1) строения корневой системы
2) жилкования листьев
3) строения стебля
4) строения цветка и плода
А8. В каком случае перечислены «царства» органического мира?
1) бактерии, растения, грибы, животные
2) деревья, хищники, простейшие, водоросли
3) беспозвоночные, позвоночные, хлорофилльные
4) споровые, семенные, рептилии, амфибии
Часть В
В1. Выберите три названия семейств растений
1) двудольные
2) мохообразные
5) мотыльковые
6) розоцветные
В2. Выберите три названия отрядов животных
2) пресмыкающиеся
3) хрящевые рыбы
5) бесхвостые (амфибии)
6) крокодилы
ВЗ. Соотнесите таксон с группой животных, образующих этот таксон
В4. Установите последовательность соподчинения систематических групп растений, начиная с наибольшей
A) отдел Покрытосеменные Г) род Пшеница
Б) семейство Злаки Д) класс Однодольные
B) вид Пшеница безостая
