III. УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

Часть 1: АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Ботаника – наука о строении и жизни растений. Многообразие растений, их роль в природе и жизни человека. Основные разделы структурной ботаники: анатомия и морфология растений. Основные разделы систематики растений: систематика низших и систематика высших растений. Место структурной ботаники и систематики растений среди других ботанических дисциплин, значение, методы работы. Краткий очерк развития анатомии, морфологии и систематики растений, учения о строении растительной клетки.

АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ

Растительная клетка, общее представление о строении клетки, формы и размеры растительных клеток. Цитоплазма, химический состав, морфологическая структура, основные свойства, значение. Мембраны цитоплазмы, их строение и свойства. Гиалоплазма, микрофиламенты, микротрубочки. Эндоплазматическая сеть, строение, происхождение, значение. Двухмембранные органоиды: митохондрии, пластиды. Типы пластид, строение, значение, происхождение, взаимопревращения. Одномембранные органоиды, их особенности в растительной клетке.

Вакуоли, происхождение, значение, изменение в онтогенезе клетки. Клеточный сок, его состав, значение отдельных компонентов. Вещества запаса, место их локализации в клетке. Алейроновые и крахмальные зерна, их типы. Твердые включения минеральных веществ, формы их отложения в клетке. Оболочка растительной клетки, ее значение, химический состав клеточной оболочки, формирование и структура оболочки. Поры и перфорации, их типы и значение. Клеточные связи, понятие о симпласте и апопласте, плазмодесмы. Межклетники, их типы.

Ядро, форма, размер, значение, ядерно-плазменное отношение. Деление ядра, деление клетки. Митоз, фазы митоза, место митоза в онтогенезе клетки. Амитоз, эндомитоз. Мейоз, его особенности, значение, место в онтогенезе растений. Онтогенез клетки. Типы роста клеток, тотипотентность клеток.

Ткани. Принципы классификации тканей. Возникновение тканей в эволюции растений.

Образовательные ткани (меристемы), их значение для жизни растений. Цитологические особенности, классификация меристем. Апикальные меристемы, строение верхушечных меристем побега и корня. Понятие о гистогенах, разнообразие строения апексов. Интеркалярные меристемы, их значение и расположение. Боковые меристемы.

Постоянные ткани, их многообразие. Ткани первичные и вторичные, простые и сложные. Понятие об идиобластах.

Покровные ткани. Первичная покровная ткань (эпидерма), ее функции. Особенности строения клеток, происхождение, значение. Эпидермальные образования, их разнообразие и роль в жизни растения. Строение и работа устьиц. Разнообразие устьичного аппарата. Вторичная покровная ткань (перидерма). Заложение феллогена и его деятельность. Пробка, ее образование, особенности строения клеток и их физиологическая роль. Полидерма, феллоидная ткань, ярусная пробка. Корка (ритидом), образование, типы корки, состав, структуры проветривания. Значение корки.

Проводящие ткани – ксилема (древесина) и флоэма (луб). Проводящие элементы ксилемы: трахеиды и трахеи (сосуды). Строение и расположение окаймленных пор. Перфорации, способы их образования у разных групп растений. Типы перфораций и их расположение. Изменение строения проводящих элементов в эволюции растений. Проводящие элементы флоэмы: ситовидные клетки и ситовидные трубки, их строение, особенности развития; преобразование протопласта, формирование ситовидных про-бодений. Понятие о ситовидном поле и ситовидной пластинке. Строение и расположение ситовидных пластинок. Биологическое значение паренхимных клеток флоэмы. «Белковые» («альбуминовые») клетки флоэмы голосеменных и сопровождающие клетки во флоэме покрытосеменных, их образование и физиологические особенности. Первичные и вторичные проводящие ткани; меристемы, их образующие (прокамбий и камбий). Морфологическая дифференциация первичных проводящих тканей: прото- и метаксилема, прото- и метафлоэма, особенность их строения и развития в разных органах и у представителей разных отделов высших растений. Типы строения проводящих пучков. Морфологическая и физиологическая дифференциация элементов вторичных проводящих тканей. Эволюция проводящих тканей

Механические ткани. Их значение в жизни растений. Колленхима, строение ее клеток. Типы колленхимы. Происхождение, свойства, топографическое положение колленхимы. Склеренхима, элементы, ее слагающие. Свойства склеренхимы. Классификация склеренхимы, морфологическая характеристика. Особенности расположения склеренхимы. Использование механических волокон человеком. Прядильные растения. Склереиды, цитологические особенности, происхождение, свойства, положение в органах.

Морфологическая классификация тканей. Ассимилирующие и запасающие ткани, их расположение в теле растения, особенности строения клеток.

Ткани поглощения веществ. Эпиблема (ризодерма), развитие корневых волосков. Ризоиды, их строение и расположение.

Секреторные (выделительные) ткани. Наружные (экзогенные) и внутренние (эндогенные) вместилища выделений. Железистые волоски, схизогенные и лизигенные вместилища, особенности их развития. Млечники, их строение. Химический состав содержимого млечников (латекса), его биологическое значение и практическое использование.

Анатомические особенности осевых органов.

Стебель. Развитие анатомической структуры стебля. Дифференциация эпидермы и топографических зон: первичной коры и центрального цилиндра (стелы). Прокамбий, его строение и особенности заложения у разных групп высших растений. Развитие проводящей системы. Мезархное, экзархное и эндархное заложение протоксилемы. Принципы классификации стел. Протостела. Расположение ксилемы и флоэмы. Изменение протостелы в эволюции высших растений. Сифоностела папоротников. Расположение ксилемы и флоэмы. Образование сердцевины. Дифференциация перицикла и эндодермы. Структурные особенности клеток эндодермы. Листовые следы и листовые прорывы и их значение в формировании разных структурных типов сифоностелы. Эустела голосеменных и двудольных покрытосеменных растений. Роль листьев в заложении прокамбия. «Образовательное» кольцо и его значение. ифференциация первичных проводящих тканей. Многообразие структурных типов эустелы. Пучковое и непучковое (сплошное) строение проводящей системы. Сердцевинные лучи. Типы строения проводящих пучков. Внутренняя флоэма и ее образование. Пучковый и межпучковый камбий, их заложение и значение. Развитие перицикла. Ткани, слагающие перицикл. Листовые и веточные следы, их соединение с проводящей системой стебля. Значение анатомических особенностей узловой зоны стебля для систематики и изучения эволюции растений. Атактостела однодольных растений. Особенности заложения прокамбия. Расположение и строение проводящих пучков. Морфологическое и анатомическое строение многолетних стеблей древесных растений. Заложение феллогена, развитие перидермы, строение пробки, формирование чечевичек. Камбий и образование вторичных проводящих тканей. Неярусный и ярусный камбий. Кольца прироста вторичной древесины и причины их образования. Ранняя (весенняя) и поздняя (летняя) древесина. Гистологические элементы древесины хвойных и лиственных растений, их строение, расположение внутри кольца прироста и функции. Смоловыделительная система хвойных и ее биологическое значение. Строение вторичного луба, его разделение на проводящую и непроводящую зоны. Гистологические элементы вторичного луба хвойных и лиственных древесных растений, их строение, расположение и функции. Лубо-древесинные («сердцевинные») лучи, их строение и физиологическая роль. Возрастные изменения древесины и луба. Заболонь, ядро; тиллообразование и его причины. Дилатация луба, ее значение. Образование внутренних перидерм. Формирование корки и типы ее строения. Использование древесины и луба в народном хозяйстве.

Лист. Заложение и развитие листовых зачатков. Верхушечный и интеркалярный рост листьев. Анатомическое строение листа. Эпидерма, форма слагающих ее клеток. Основные клетки эпидермы. Отличия верхней и нижней эпидермы. Гиподерма, ее строение, происхождение и биологическое значение. Ассимилирующая ткань (мезофилл), ее строение и расположение. Жилкование листа; понятие об открытом и закрытом жилковании. Строение проводящих пучков. Механические ткани листа, их строение и расположение. Влияние внешних условий на развитие анатомической структуры листа. Световые и теневые листья, ярусная изменчивость. Морфолого-анатомические особенности листьев мезофитов, гигрофитов и ксерофитов. Продолжительность жизни листьев. Биологическое значение листопада.

Корень, его основные функции. Анатомическое строение корня. Меристема корня, ее строение у разных групп растений и участие в образовании корневого чехлика. Функции чехлика. Зоны роста, поглощения веществ и дифференциации тканей, зона ветвления. Их значение и структурные особенности. Дифференциация первичной коры и центрального цилиндра (стелы). Особенности развития эпиблемы у разных групп растений. Первичная кора корня; экзодерма, ее происхождение, функции и особенности клеток. Эндодерма, функции эндодермы, строение клеток. Развитие прокамбия, особенности заложения и дифференциации первичных ксилемы и флоэмы. Перицикл, его строение и функции. Заложение камбия и образование вторичных проводящих тканей у голосеменных и двудольных покрытосеменных растений. Роль перицикла во вторичном утолщении. Заложение феллогена, развитие перидермы. Отмирание первичной коры. Многолетние корни древесных растений. Сходство и различия в анатомическом строении многолетнего корня и стебля. Видоизменения корней в связи с дополнительными функциями.

Экологическая анатомия растений. Анатомические особенности растений разных экологических групп (мезофиты, гидрофиты, ксерофиты, галофиты, психрофиты).

Введение.Предмет, задачи и методы морфологии растений. История морфологии. Значение морфологии, ее место среди других ботанических дисциплин.

Развитие формы тела в процессе эволюции растений. Соотношение поверхности и объема тела растений, увеличение поверхности поглощения. Листостебельные растения и их появление в истории становления растений.

Общие закономерности морфологического строения вегетативных органов.

МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ.

Семя. Формирование и строение семени, особенности строения и значение частей семени. Типы семян двудольных и однодольных растений. Эволюция семян.

Прорастание семян. Экзогенные и эндогенные условия прорастания. Глубокий и вынужденный покой. Типы семян по скорости прорастания. Всхожесть, ее сохранение. Типы прорастания семян (надземное, подземное, промежуточное), строение проростков. Культура тканей и соматический эмбриогенез.

Вегетативные органы

Корень. Определение корня, основные функции. Типы корней по происхождению. Корневая система, разнообразие корневых систем по происхождению и морфологическим особенностям. Эволюция корней и корневых систем. Влияние экологических условий на формирование корневых систем. Экологические типы. Экстенсивные и интенсивные корневые системы.

Придаточные корни, их классификация, значение. Управление развитием корневых систем. Придаточные почки на корнях, корнеотпрысковые растения. Симбиоз корней высших растений с бактериями и грибами.

Метаморфозы корня. Корнеплоды, корневые шишки, их морфологическая природа. Воздушные, дыхательные, опорные и втягивающие корни, корни-гаустории. Клубеньки на корнях, микориза.

Побег. Понятие о побеге, части побега. Почка, определение, строение, значение. Типы почек по морфологическим особенностям, времени развертывания, значению. Развертывание почек и формирование побега. Верхушечный и вставочный рост побега. Типы побегов по характеру роста, изменение характера роста в онтогенезе побега. Годичный и элементарный побеги. Классификация побегов по способности к плодоношению и продолжительности жизни.

Система побегов, ее формирование. Ветвление. Типы нарастания. Биологическое и хозяйственное значение симподиального нарастания и возобновления. Управление формированием системы побегов.

Видоизменения побега, их типы, значение, эволюция.

Листорасположение. Закономерности листорасположения, приспособительные изменения.

Лист. Значение листа, основные функции. Заложение и рост листа. Части листа, их значение. Морфологическое разнообразие листьев по форме, рассечению. Листья простые и сложные. Формации листьев на побеге. Гетерофиллия, анизофиллия. Жилкование, его типы.

Видоизменения листа. Многообразие структур листа как следствие его экологической пластичности.

Долговечность листьев, листопад.

Экологические группы и жизненные формы растений. Экологические группы, жизненные формы растений. Влияние внешних факторов на форму растений. Экологические группы растений по отношению к влаге, свету, их морфологические особенности. Группы растений с особыми типами питания.

Понятие о жизненной форме. Классификация жизненных форм.

Разнообразие жизненных форм древесных и травянистых растений.

Возрастные и сезонные изменения у растений. Классификация растений по продолжительности жизни и плодоношения. Понятие о большом и малом жизненном цикле растений, возрастная периодизация.

Генеративные органы

Воспроизведение и размножение растений. Понятие о воспроизведении и размножении. Типы размножения.

Вегетативное размножение, его особенности. Способы вегетативного размножения в природе и в культуре.

Собственно бесполое размножение. Споры и спорангии, спороношение.

Половое воспроизведение, типы полового процесса. Гаметофит и спорофит, чередование ядерных фаз и поколений. Типы циклов воспроизведения.

Семенное размножение растений, общая характеристика. Особенности цикла воспроизведения голосеменных.

Цветок. Определение цветка. Части цветка, их расположение и разнообразие. Морфологическая природа цветка и его частей. Симметрия цветка. Принцип построения диаграмм и составления формул цветка. Разнообразие цветков. Эволюция типов околоцветника.

Андроцей. Морфологическое разнообразие. Тычинка, морфологическое и анатомическое строение, развитие тычинки, развитие и строение пыльника. Эволюция андроцея и тычинки. Микроспорогенез. Пыльца, ее разнообразие, прорастание пыльцы. Палинология. Значение морфологического разнообразия пыльцевых зерен для систематики.

Гинецей. Общая характеристика, происхождение гинецея, типы гинецея, типы плацентации. Эволюция гинецея. Строение пестика. Положение завязи , эволюционное значение этого признака.

Строение и типы семезачатков. Мегаспорогенез, развитие зародышевого мешка.

Опыление. Типы опыления, приспособление в цветке к разным способам опыления. Клейстогамия.

Прорастание пыльцы на рыльце пестика. Метаксении. Двойное оплодотворение покрытосеменных растений. Амфимиксис, апомиксис, партенокарпия.

Развитие семени, развитие зародыша и эндосперма. Развитие и строение плодов. Типы плодов, классификация плодов. Приспособления к распространению плодов и семян. Значение плодов и семян в жизни человека.

Соцветие. Определение соцветия. Разнообразие соцветий. Классификация соцветий, значение, эволюция.

Часть 2: СИСТЕМАТИКА НИЗШИХ РАСТЕНИЙ