Семейство бобовые. Дерево семейства бобовых Как называется бобовое растение
Горох, соя, душистый горошек, чечевица, арахис, соя... Названия этих растений известны всем. В нашей статье мы рассмотрим особенности строения вегетативных органов и формулы цветка бобовых.
Общая характеристика семейства
Бобовые или мотыльковые растения относятся к классу двудольные. Систематики насчитывают их в природе более 20 тысяч видов. Большинство из них - ценные пищевые и кормовые культуры. Особое значение имеет способность некоторых видов фиксировать атмосферный азот. Бобовые представлены всеми жизненными формами: травами, кустарниками и деревьями. Как правило, с на стебле. Цветок бобовых является систематическим признаком.
Условные обозначения
В ботанике существует такое понятие как формула цветка. Она представляет собой условные обозначения частей этого генеративного органа. Цифры в этом ряду обозначают количественные показатели элементов генеративного органа.
Расшифровывается они следующим образом:
- Ч - чашечка. Она представляет собой совокупность чашелистиков, окружающих цветоложе.
- В - венчик. Это все лепестки цветка.
- О - околоцветник. В его состав входят чашечка и венчик.
- Т - количество тычинок.
- П - число пестиков.
Формула цветка бобовых растений
Теперь расшифруем это сочетание символов на конкретном примере. Формула цветка мотыльковых или бобовых растений имеет следующий вид: Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура визуально напоминает кораблик или бабочку. Это и обусловливает название мотыльковые.
Итак, околоцветник представителей этого семейства состоит из пяти чашелистиков и лепестков. Строение последних дифференцировано. Самый верхний лепесток имеет большие размеры по сравнению с остальными. Его называют "парус". По обе стороны находятся боковые лепестки - "весла". Оставшаяся пара срастается по нижнему краю. Так формируется "лодочка". У бобовых один пестик. Тычинок в одном случае может быть десять, в другом - девять из них срастаются между собой, а одна остается свободной. Лепестки иногда еще называют бабочкой с крыльями.
Тип цветка
Формула цветка бобовых несет и дополнительную информацию. Такие структуры являются обоеполыми. Это значит, что цветки имеют пестик и тычинки. Они могут быть одиночными - крупными с яркими и широкими лепестками.
Еще одна из характерных черт - это симметрия. По данному признаку цветки бобовых являются неправильными или зигоморфными. Это означает, что через них можно провести единственную вертикальную плоскость.
В ряду случаев у представителей этого семейства происходит формирование соцветий. Иногда формула цветка которых была приведена выше, формирует соцветия. Это может быть кисть, головка или метелка.
Опыление и формирование семян
Формула цветка бобовых свидетельствует о некоторых его различиях у разных видов семейства. Эти особенности определяют и способ опыления. К примеру, у клевера каждый лепесток закручен в длинную трубочку. Поэтому его могут опылять только шмели, имеющие специальный хоботок. Бобовые привлекают также пчел и бабочек. У гороха, люпина, астрагала, вики происхо-дит самоопыление.
Особенностью семян бобовых является отсутствие эндосперма - запасного питательного вещества. Это растения класса двудольные. Поэтому их зародыш состоит из двух семядолей, зачаточного стебелька, корешка и почечки, которая содержит зачатки первых листьев. Снаружи находится защитная кожура. Семядоли повернуты друг к другу плоскими сторонами. Они соединены в одной из частей. В этом месте и расположены зачаточные органы.
Запас веществ заключен непосредственно в семядолях. Ученые доказали, что люпин можно вырастить даже из семян, которые долгое время пролежали в мерзлоте. А для фасоли характерно подземное прорастание. В биологическом смысле это очень выгодно, поскольку обеспечивает защиту от животных, перепадов температуры.
Плоды и семена
Плод этого семейства называется боб. Развивается он из плодолистика. Боб является сухим многосемянным. После созревания он раскрывается по шву между двумя створками. На них находятся семена. В отличие от стручка, внутри боба нет вертикальной перегородки.
Семена бобов издавна употребляются в пищу. Горох и фасоль содержат большое количество белков, а соя и арахис - растительных масел. Клевер и люцерна являются незаменимыми поскольку отличаются большой питательной ценностью. Большое значение эти растения имеют и в качестве медоносов. Белая и желтая карагана, а также мимоза - известные декоративные виды.
Значение
Побеги бобовых - ценное зеленое удобрение. Их припахивают и оставляют на поверхности почвы, что способствует ее обогащению органикой и улучшает структуру. В фармацевтической промышленности в качестве сырья используется солодка, донник, белая акация. Среди древесины самым ценным является сандаловое дерево.
Только на корнях бобовых поселяются клубеньковые бактерии. Это особый вид, который способен усваивать атмосферный азот. В чем польза таких организмов? Азот является необходимым элементом для формирования стебля и листьев. И в воздухе этого вещества достаточно - до 78 %. Но растения не могут поглощать атмосферный азот. Клубеньковые бактерии переводят его в форму, которая растворяется в воде и может всасываться из почвы корнями. Существование этих организмов взаимовыгодное: бактерии обеспечивают растения азотом, а взамен получают минеральные питательные вещества.
Итак, формула цветка бобовых имеет вид Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура состоит из пяти плодолистиков и такого же количества лепестков. Последние отличаются размерами и формой. В результате цветок бобовых имеет неправильную форму и является зигоморфным. Это значит, что через него можно провести только одну ось симметрии. Такой тип симметрии называется зигоморфным. Визуально цветок бобовых растений напоминает лодочку с веслами и парусом или бабочку. Это обусловливает второе название этого семейства - мотыльковые. Все цветки бобовых обоеполые. Они имеют один пестик. А количество тычинок равно десяти. У некоторых из них девять из них срастаются, а одна остается свободной.
,
20
цветных ламинированных определительных таблиц
, в том числе:
по древесным растениям
(деревья зимой ,
деревья летом ,
кустарники зимой и
кустарники летом), по
травянистым растениям
(цветы лесов ,
лугов и полей ,
водоемов и болот и
первоцветы),
а также по
грибам ,
водорослям ,
лишайникам и
мхам ,
8
цветных определителей
травянистых растений (дикорастущих цветов) средней полосы России (изд-во "Вентана-Граф"), а также
65
методических пособий
и
40
учебно-методических фильмов
по методикам
проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях).
СЕМЕЙСТВО БОБОВЫЕ - FABАСЕАЕ , или LEGUMINOSAE
Жителям стран умеренного климата с
детства знакомы горох, фасоль, клевер, вика, белая
акация. В тропиках общеизвестны "дождевое
дерево", или саман (Samanea saman
), и одно из
красивейших деревьев мира - делоникс царский (Delonix
regia
), который иногда называют "пламенем
лесов". Плоды рожкового дерева (Ceratonia siliqua
)
были излюбленным лакомством у народов,
населявших страны Средиземноморья, а сою (Glycinemax
)
культивируют в Китае уже несколько тысячелетий.
Все эти растения, на первый взгляд столь
различные, относятся к семейству бобовых,
представители которого узнаются в природе по
сложным листьям с прилистниками и характерному
плоду, который ботаники определяют как боб. От
латинского названия боба (legumen
) происходит
одно из названий семейства. Другое название (Fabaceae
)
связано с латинским именем рода Faba
.
Число известных сейчас родов
бобовых около
700
, а видов
,
вероятно
,
не менее
17
000
. Среди цветковых растений лишь два
семейства - орхидные
и сложноцветные
- превосходят
бобовых по числу видов.
Бобовые распространены
очень широко - от Арктики до антарктических
островов. По широте распространения
представители подсемейства бобовых в целом
уступают только злакам. В большинстве стран
тропического, умеренно теплого и бореального
климатов бобовые составляют значительную часть
местной флоры. Лишь в холодном климате доля их
участия сравнительно невелика.
Способность адаптироваться к самым
разнообразным природным условиям поразительна у
бобовых. Они легко проникают во многие
растительные сообщества и часто являются их
эдификаторами. Считается, что в травостоях
лесной и лесостепной зон бобовые составляют 10-20%
всей массы. Многие бобовые великолепно
приспособились к дефициту влаги на тяжелых и
неплодородных глинистых почвах или на подвижных
песках. Во влажных тропиках и субтропиках
бобовые часто входят в состав леса как основные
породы.
Говоря об огромной распространенности бобовых,
следует, однако, указать и те сообщества и
местообитания, куда представители этого
семейства никогда не входят. Так, бобовые почти
отсутствуют в пресноводных сообществах.
Бобовые - деревья
(часто очень крупные, высотой иногда до 80 м), кустарники
, кустарнички
,
полукустарники
и травы
(последние главным
образом в подсемействе бобовых).
Весьма обычны вьющиеся формы, как травянистые,
так и древесные. На корнях
большинства бобовых (около 70% видов), части
мимозовых (10-15%), некоторых цезальпиниевых
имеются клубеньки. Они весьма различной формы и
возникают как разрастания паренхимной ткани
корня.
Листья
бобовых сложные,
с прилистниками, нередко рано опадающими.
Непарноперистосложные и тройчатосложные листья
обычны у бобовых. Некоторые бобовые замечательны
очень большими листьями.
Сравнительно редко встречаются листья вторично
упрощенные, у которых единственная пластинка
представляет верхушечный нередуцированный
листочек. Такие листья складываются на ночь
пополам. Иногда верхние листочки или большая
часть из них превращены в усики (как у гороха и чины
). При основании черешка и
черешочков часто имеются особые утолщения -
подушечки, с помощью которых под влиянием
изменения тургора приводятся в движение листья и
листочки. Листья и листочки таких растений
способны совершать разнообразные настические
движения или в простейших случаях складываться
на ночь.
Соцветия у бобовых могут быть как верхушечными, так и пазушными, чаще бокоцветными - кистью или метелкой, реже верхоцветными.Количество цветков в соцветии иногда уменьшается, вплоть до единственного цветка, но при этом размеры цветка, как правило, увеличиваются.
Цветки
бобовых в
большинстве случаев обоеполые, но однополые
цветки у ряда представителей все же известны.
Чаще всего цветки имеют 10 тычинок, которые
расположены в 2 круга. Иногда на ранних стадиях
развития первичные бугорки, дающие начало
тычинкам, расщепляются и количество тычинок
увеличивается во много раз. Тычинки бобовых, как
правило, срастаются, но различным образом и это
определяет ряд биологических особенностей
цветка. Чаще всего срастающиеся тычинки образуют
незамкнутую сверху трубку, и насекомые легко
вводят свой хоботок, доставая нектар, который
скапливается в ней. В замкнутую трубку хоботок
ввести обычно не удается, и нектар либо
скапливается вне трубки, либо вообще не
образуется и главным привлекающим агентом будет
обильная пыльца.
Гинецей бобовых большей частью состоит из одного
плодолистика, однако известно несколько
архаичных родов, в цветках которых находят от 2 до
16 свободных плодолистиков, обычно сидящих на
особой подставке - гинофоре.
Число семязачатков в завязи варьирует от 2 до 15-20,
но представители некоторых родов имеют всего
один семязачаток. Форма и размеры чашечки
бобовых довольно значительно варьируют. В
подавляющем большинстве число лепестков 5, и лишь
у некоторых представителей из разных
подсемейств их меньше.
Несомненно, у предков современных бобовых был
довольно крупный открытый актиноморфный венчик,
допускавший посещение цветков самыми
разнообразными насекомыми и птицами. Бобовые в
подавляющем большинстве замечательны более или
менее зигоморфным венчиком. По сходству с
мотыльком он еще в XVI в. получил в ботанической
литературе название мотылькового, и это название
часто употребляется для обозначения
подсемейства бобовых. Мотыльковый венчик
состоит из более крупного верхнего лепестка -
флага, который охватывает в почке все остальные
лепестки и несколько противостоит им в
распустившемся цветке; два боковых лепестка
образуют крылья, а самые внутренние, срастаясь в
верхней половине или слипаясь, образуют лодочку,
заключающую тычинки и завязь. Не менее 95% видов
бобовых имеют вышеописанный тип венчика.
Замечательная стабильность мотылькового
венчика, который является своего рода
"биологическим замком", охраняющим запасы
пыльцы и нектара от малоэффективных опылителей,
связана с приспособлением к опылению пчелами и
шмелями.
Флаг служит в основном для привлечения
насекомых. На нем, особенно при основании,
нередко замечаются дополнительные метки в виде
ярких прожилок. Привлеченное ярким флагом или
ярким цветком в целом, насекомое садится на край
лодочки или чаще на одно из крыльев и стремится
ввести хоботок к основанию тычиночных нитей к
запасам нектара. При этом лепестки лодочки или
крылья под тяжестью насекомого и его активных
движений отгибаются, совершая одновременно
колебательные движения в такт движениям тела
насекомого. Все лепестки начинают реагировать
как единая система, поскольку они связаны
посредством ушек и горбиков, имеющихся у каждого
из четырех лепестков. Под влиянием движений
насекомых флаг отгибается назад, крылья отходят
вниз и в стороны, а тычинки и гинецей вследствие
известной упругости сохраняют горизонтальное
положение и входят в соприкосновение с брюшком
насекомого. Когда насекомое улетает, отогнутые
лепестки, опять же в силу главным образом
пружинящего действия ушек, возвращаются в
прежнее положение и тычинки и гинецей укрываются
в лодочке.
Для подавляющего большинства бобовых
свойственен такой тип
опыления
как энтомофилия.
Роль опылителей при перекрестном опылении
выполняют разнообразные насекомые, причем
механизм опыления нередко бывает весьма тонким.
Самоопыление свойственно сравнительно немногим
бобовым. Самоопыляются горох, чечевица, виды
люпинов и астрагалов, некоторые вики. Иногда
встречается клейстогамия, т. е. самоопыление
внутри нераскрывшихся цветков. Реже встречается
и ветроопыление.
Описанный тип механизма опыления
распространен у многих бобовых, наиболее обычен,
но не единственный. Иногда, например у видов лядвенца
(Lotus
), люпина
(Lupinus
) края лодочки близ верхушки срастаются,
образуя полый конус, в нижней части которого
помещаются пыльники, а верхняя часть обычно
заполнена зрелой пыльцой. При отгибании лодочки
тычинки наподобие поршня выталкивают пыльцу, а
при более сильном надавливании выступает и
гинецей. У части виковых на рыльце или
непосредственно под ним имеется особая щеточка,
которая при отгибании лепестков "выметает"
из лодочки пыльцу и наносит ее на тело
насекомого.
Особенность механизма опыления цветков разных
видов люцерны
(Medicago
)
заключается в наличии обязательного элемента,
называемого "триппингом" (англ, tripping -
выключение, отключение). В определенный момент,
когда пчела или шмель размыкают лепестки,
гинецей, жестко связанный с ними (помимо ушка, на
крыльях цветков люцерны имеется еще специальный
зубец, упирающийся в лепестки лодочки),
выскакивает из лодочки и ударяет в брюшко
насекомого. Без удара о какой-либо более или
менее твердый предмет последующее проникновение
пыльцевых трубок в ткань рыльца невозможно и
опыления не происходит. Явление триппинга
надежно предохраняет растение от самоопыления.
Сильные и сравнительно тяжелые насекомые типа
пчел и шмелей, а также птицы получают
преимущества при мотыльковом типе венчика и
специализированных механизмах опыления, а
различные мухи и мелкие слабые бабочки обычно не
являются достаточно эффективными опылителями.
При этом возникает биологический замок,
открывающийся при определенных условиях и
надежно хранящий гарантированные определенным
видам насекомых запасы пищи. Интересно, что имеет
значение даже длина хоботка насекомого. Так, у
многих клеверов
длина
тычиночной трубки составляет 9-10 см, что
соответствует длине хоботка целого ряда шмелей и
пчел. У обыкновенной пчелы хоботок короче,
поэтому она лишь отгибает лодочку и собирает
скопившуюся пыльцу, но при этом способствует
перекрестному опылению. Нередко
коротко-хоботковые насекомые попросту похищают
нектар, прокалывая покровы цветка снаружи. В этом
случае опыление, разумеется, не происходит. Число
насекомых, "ворующих" нектар, увеличивается
весной и осенью, когда цветков сравнительно мало.
Плод
бобовых,
называемый бобом, развивается из единственного
плодолистика. Он очень разнообразен по
морфологическим и анатомическим особенностям,
которые носят чисто приспособительный характер.
Редко плод состоит из нескольких бобов (у
представителей семейства с цветками, имеющими
несколько плодолистиков). При созревании плодов
часть семян абортируется, что зависит от ряда
экологических факторов (недостаточность
опылителей, засуха) и резко повышается при
самоопылении. Бобы самых разных размеров.
Семена
бобовых без
эндосперма. Запасные питательные вещества
откладываются непосредственно в семядолях.
Снаружи семена покрыты плотной блестящей
семенной кожурой, что в природных условиях
позволяет семенам некоторых видов сохранять
всхожесть в течение десятков лет.
У части видов бобовых семена прорастают, вынося
семядоли над землей (надземное прорастание).
Подземное прорастание считается более
совершенным, так как обеспечивает семядолям
защиту от поедания животными, вытаптывания,
колебаний температуры и так далее. Этот тип
прорастания свойствен всем викам, некоторым
фасолевым и другим родам.
Разнообразие способов
распространения
у представителей
семейства столь велико, что мы отметим лишь
немногие и самые характерные из них. Известны
факты, когда зрелый боб растрескивается,
вскрываясь двумя створками, которые
одновременно с силой закручиваются и
разбрасывают семена почти на метр от
родительского растения. Растрескивание связано
с особым расположением волокон механической
ткани в перикарпии. Подобным образом
разбрасываются семена многих виковых и
фасолевых. Для плодов многих бобовых,
распространению которых способствуют
млекопитающие, характерны разнообразные выросты
или шипики на перикарпии, выполняющие роль
зацепок.
Важнейшую роль в процессах расселения бобовых
играют вода и ветер. Крыловидные выросты
перикарпия позволяют иногда плодам планировать
на десятки метров.
Семейство принято делить на 3 подсемейства : мимозовые (Mimosoideae ), цезальпиниевые (Caesalpinoideae ) и собственно бобовые, или бобовые (Faboideae ), главным образом на основе различий в строении цветка. Многие ботаники предпочитают рассматривать их как самостоятельные семейства.
Общеизвестна выдающаяся роль
бобовых в жизни человечества
. По
экономической значимости они уступают только
злакам. Помимо весьма большой группы пищевых,
среди бобовых много кормовых, технических,
медоносных, лекарственных, декоративных, дающих
ценную древесину представителей.
Семена многих бобовых - это древнейшая
составная часть человеческого рациона всех
времен и почти всех народов. Семена бобовых
исключительно богаты протеинами, причем
одновременно содержат достаточные количества
крахмала. Некоторые культивируемые виды
накапливают в семенах много жирного масла (соя,
арахис).
Кормовое значение бобовых неоценимо. На первом
месте в мире по занимаемой площади, несомненно,
стоят виды клевера
(Trifolium
).
Культивируются 12-15 видов, многие из которых уже
неизвестны в диком состоянии. Не меньшее
кормовое значение, чем клевера, имеют виды люцерн
(Medicago
). Кормовая
ценность многих люцерн в среднем выше, чем у
клеверов. Из большого числа культивируемых видов
отметим прежде всего люцерну посевную, или синюю
(М. sativa
). Мировая площадь ее посевов более 20
млн. га. Люцерну опыляют исключительно насекомые,
и, когда насекомых не хватает (на 1 га посева
приходится около 500 млн. цветков), продукция семян
резко падает.
Техническое значение бобовых связано главным
образом с наличием у ряда их представителей
различных камедей, бальзамов, красящих и
ароматических веществ.
Применение бобовых в медицине имеет давнюю
историю.
Многие виды семейства используются и как
декоративные растения.
Рассказ о бобовых был бы явно неполным без
упоминания о ряде ценных растений, которые в
настоящее время используются недостаточно, но
являются важным резервом в экономике всего
человечества. В последние годы установлено, что
некоторые бобовые из районов с засушливым
климатом содержат в надземных частях большие
количества белка и после соответствующей
селекции их можно использовать как кормовые
растения.
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, репродуктивный, объясни-тельно-иллюстративный.
Цель:
Осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
Задачи:
Образовательные : показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.
Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные:
Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ-ходимости ответственного, бережного отношения к окру-жающей среде.
Формирование понимания ценности здорового и без-опасного образа жизни
Личностные :
воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;
Формирование ответственного отношения к учению;
3) Формирование целостного мировоззрения, соответ-ствующего современному уровню развития науки и обще-ственной практики.
Познавательные : умение работать с различными источниками информации, пре-образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру-гих видов деятельности.
Планируемые результаты
Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные :.
Умение самостоятельно планировать пути достиже-ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби-рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.
Формирование навыка смыслового чтения.
Форма организации учебной деятельности - индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Цели: продолжить формирование представления о много-образии цветковых растений; познакомить с отличительными признаками растений семейства бобовые; научить составлять морфологическое описание растения, давать его систематиче-скую характеристику; продолжить формирование навыков работы с натуральными объектами, умения распознавать растения с опре-делителем или определительными карточками.
Оборудование и материалы: таблица «Семейство бобовые», гер-барии растений семейства бобовые, модель цветка гороха, коллек-ции и муляжи плодов, бобы арахиса (целые), влажный препарат «Симбиоз на корнях бобовых».
Ключевые слова и понятия: отдел покрытосеменные, класс дву-дольные, семейство бобовые (гороховые); цветок мотылькового типа, неправильный цветок; формула цветка, диаграмма цветка, способы опыления и способы распространения семян; подсемей-ства мимозовые, цезальпиниевые, бобовые; азотфиксирующие бактерии, симбиоз.
Ход урока
Актуализация знаний
Ответьте на вопросы.
Какие растения относятся к семейству розоцветные?
Каково основное направление использования этих растений в жизни и хозяйственной деятельности человека?
Какие признаки являются ключевыми при объединении этих растений в одно семейство?
Какие плоды встречаются у растений этого семейства?
Какие соцветия встречаются у растений этого семейства?
Какова формула цветка растений семейства розоцветные?
Какие лекарственные растения этого семейства вы знаете?
При каких заболеваниях используются эти растения?
Какие жизненные формы характерны для растений этого семейства?
Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
Вспомните, какие семейства растений класса двудольные мы уже изучили. (Семейства крестоцветные и розоцветные.)
Сегодня мы познакомимся еще с одним семейством растений класса двудольные, с семейством бобовые , которое имеет также и второе название — мотыльковые. (Учитель демонстрирует табли-цу «Семейство бобовые», а также разборную модель цветка гороха.)
Как вы думаете, за что оно получило такое название? (От-веты учащихся.)
Это название семейства возникло благодаря сходству цветка бобовых с мотыльком. Бобовые — одно из самых многочисленных семейств цветковых растений. К нему относится около 17 000 ви-дов растений (по некоторым данным, 13 000) из почти 700 родов (по некоторым данным, из 500). На территории России произ-растает около 65 родов и более 1800 видов растений семейства бобовых. При этом 23 вида из них занесены в Красную книгу.
Вспомните, сколько видов относится к семействам розо-цветные и крестоцветные. (Число видов растений этих се-мейств — около 3000.)
Скажите, во сколько раз количество видов крестоцветных и розоцветных меньше бобовых. (Примерно в 5,5 раза.)
Растения этого семейства распространены на всех континен-тах земного шара, от тропиков с сухим климатом до территорий с умеренным и даже холодным климатом.
Среди растений этого семейства встречаются самые разнооб-разные жизненные формы, такие, как деревья, кустарники, полуку-старники, лианы, однолетние и многолетние травы. Характерно, что большинство травянистых растений этого семейства сосредо-точено в умеренном и холодном климате, а значительная часть де-ревьев и кустарников — в тропических и субтропических областях.
Вспомните, какой признак строения растений являлся важ-нейшим при объединении розоцветных и крестоцветных в одно семейство. (Строение цветка.)
При объединении растений семейства бобовые строение цвет-ка также играет наиболее важную роль. Цветок у растений данно-го семейства мотылькового типа, неправильный.
Каковы особенности неправильных цветков? (Неправильны-ми называют цветки, имеющие только одну ось симметрии.)
Если провести ось симметрии и вращать цветок вокруг своей оси, его контуры совпадут с первоначальными только при про-хождении полного круга (360°). Околоцветник двойной. Чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков. Венчик состоит из 5 неод-нородных лепестков. Цветок бобовых часто сравнивают с корабли-ком. Верхний лепесток обычно самый большой. Его называют па-русом, или флагом. По бокам от него расположены два свободных лепестка поменьше. Их называют веслами (иногда — крыльями). Два нижних лепестка срослись верхушками и имеют вид лодочки.
Для некоторых родов характерно срастание между собой не только лепестков лодочки, но и весел, а иногда и паруса (на-пример, клевер). Тычинок обычно 10, 9 из которых срастаются ты-чиночными нитями, образуя тычиночную трубку, а одна остается свободной. У некоторых видов растений семейства происходит срастание всех тычинок (например, люпин) или же тычинки могут оставаться свободными. Пестик у растений семейства бобовые всегда один.
Рассмотрите изображение цветка бобовых на таблицах, а также в учебнике и попробуйте написать формулу этого цветка. (Один из учеников пишет формулу цветка бобовых на доске, класс проверяет и исправляет ошибки. Учитель помогает и дополняет.)
Формула цветка большинства видов растений семейства бобо-вые (цветка мотылькового типа) выглядит так: ЛЧ(5)Л1+2+(2)Т(9)+1П1.
Цветки могут быть как одиночными , так и собранными в соцве-тия . Среди соцветий наиболее часто встречаются кисть (донник, люпин), головка (клевер), простой колос.
Как вы думаете, каковы причины такого непростого уст-ройства цветка? (Ответы учащихся.)
Назначение такого сложноустроенного цветка состоит в том, чтобы принудить насекомое по пути к нектару испачкаться в пыльце и, соответственно, перенести ее на пестик. Поскольку цветки собраны в соцветия или расположены недалеко друг от друга, вероятность перекрестного опыления резко возрастает.
Для бобовых характерно разнообразие опылителей и, соответ-ственно, множество приемов опыления. Они опыляются в ос-новном пчелами и бабочками, реже — птицами, иногда — руко-крылыми (летучими мышами). Но встречаются ветроопыляемые растения или самоопыляемые. В общем, опыление достигается всеми возможными способами.
Для многих растений семейства характерно появление особых приспособлений цветков для опыления конкретным способом или определенными видами опылителей. Например, цветки клевера имеют такое строение, что достать нектар могут насекомые только с длинным хоботком, например шмели.
Как вы считаете, каким должен быть плод растений семей-ства бобовые? (Ответы учащихся.)
Плод растений этого семейства называется бобом. Он чаще всего бывает одногнездный, многосеменной, раскрывающийся двумя створками или распадающийся на отдельные членики. Но у не-которых растений образуется нераскрывающийся односеменной плод (клевер).
Вспомните, каково строение плода боб.
Нарисуйте строение плода боб. (Один из учеников рисует на доске, другие при необходимости исправляют ошибки и неточности.)
Нарисуйте строение плода стручок. (Один из учеников ри-сует на доске, другие при необходимости исправляют ошиб-ки и неточности.)
В чем состоит отличие в строении плода боб от плода стру-чок? (Ответы учащихся.)
Плод боб одногнездный, семена у него прикрепляются к стен-кам плода. А плод стручок двугнездный, семена у него прикреп-лены к перегородке посередине плода.
Для растений какого семейства характерен плод стручок? (Для растений семейства крестоцветные .)
Семена бобовых растений почти всегда без эндосперма , с мяси-стыми семядолями. Зародыш в семенах очень крупный.
Какое количество семядолей у этих семян? (У семян бобо-вых две семядоли, так как эти растения относятся к классу двудольных.)
Какова функция мясистых семядолей? (В них запасаются питательные вещества, необходимые зародышу в первое время после его прорастания, пока у него не сформируется собствен-ная корневая система.)
Способы распространения семян у бобовых разнообразны. Некоторые виды не нуждаются в дополнительных посредниках, и семена разбрасываются или просто опадают сами. У других ви-дов бобовых семена разносятся птицами, грызунами, муравьями или ветром. Листья у подавляющего большинства видов сложные с крупными прилистниками. Чаще всего встречаются тройчатые листья (клевер), перистые (горох, акация, вика), пальчатые (лю-пин). У многих видов листья видоизменены в усики.
У каких видов растений семейства бобовые листья превра-тились в усики? (Например, у гороха.)
Листорасположение чаще всего очередное. Корневая система у большинства видов стержневая. Для всех представителей бо-бовых характерно наличие на корнях особых клубеньков, в кото-рых селятся азотфиксирующие бактерии. Эти бактерии способ-ны усваивать газообразный азот из атмосферы и превращать его в соединения, доступные для растений.
Как образуются клубеньки на корнях бобовых? (Бакте-рии из почвы проникают в клетки корней бобовых растений через корневые волоски. Они вызывают деление и увеличение размеров клеток, в результате чего и образуются подобные видоизменения корней в виде клубеньков.)
Правильно. Бактерии получают постоянное место жительства, защиту и дополнительное питание в виде углеводов и других про-дуктов метаболизма, а растение обеспечивается минеральными веществами.
Вспомните, как называется такое взаимовыгодное сущест-вование. (Симбиоз, от греч. «сим» — совместный и «биос» — жизнь.)
Все органы бобовых богаты веществами, содержащими азот. В частности, в семенах содержится большое количество белка. По количеству этого вещества бобовые превосходят зерновые культуры более чем вдвое. В зернах пшеницы содержится до 12%, а в фасоли — до 25% легкоусвояемого, как в говядине, белка, а в семенах сои — до 45%. Именно поэтому растения этого се-мейства так ценны для людей, придерживающихся диетического питания.
После уборки урожая бобовых в земле остаются корни этих растений, благодаря чему почвы обогащаются азотом. Семейство бобовых принято подразделять на три подсемейства: мимозовые, цезальпиниевые и собственно бобовые, или мотыльковые. Самым многочисленным является подсемейство бобовых. Из 700 родов семейства бобовых к нему относится около 500, а из 17 000 ви-дов - 12 000.
Семейство Бобовые
Биология 6 .Семейство Мотыльковые Бобовые
Семейство Мотыльковые Бобовые
Ресурсы :
И.Н. Пономарёва, О.А. Корнило-ва, В.С. Кучменко Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразо-вательных учреждений
Серебрякова Т.И ., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы
Н.В. Преображенская Рабочая тетрадь по биологии к учебнику В В. Пасечника «Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения»
В.В. Пасечника . Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы
Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс
Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к
учебник «Биология», 6-й класс
Хостинг презентаций
Все взрослые и даже дети знают фасоль и горох, бобы и чечевицу, ароматные акации и клевер, арахис и мимозу, а между тем, все это - растения семейства бобовых (или мотыльковых). Обширная группа, переоценить пользу которой для человека сложно. Мы едим эти растения, сажаем для красоты, улучшаем почву с их помощью, используем древесину, красим одежду и даже лечимся.
Семейство Бобовые: общая характеристика
Знакомое всем еще со школы семейство объединяет огромное количество видов, по приблизительным подсчетам около 17-18 тысяч. Ботаники делят его на три подсемейства (на основе строения цветка): цезальпиниевые, мимозовые, мотыльковые. Интересно отметить, что бобовые растения включают род Астрагал, самый большой по количеству видов среди представителей цветковых (около 2400). Растения данного семейства имеют достаточно большой ареал произрастания как в жарких тропиках (в основном цезальпиневые и мимозовые), так и в районах Крайнего Севера, в пустынях и саваннах.
Фиксация азота - это отличительная черта всего семейства. Корни бобовых растений имеют клубеньки, которые образуются в результате разрастания паренхимной ткани. А это, в свою очередь, объясняется внедрением и расселением внутри растения азотфиксирующих бактерий, принадлежащих роду Ризобиум. Они обладают удивительной способностью поглощать и накапливать атмосферный азот, который в дальнейшем использует само растение для своего роста. Такие большие запасы жизненно важного элемента хорошо влияют и на окружающую обстановку. Бобовые растения отлично улучшают плодородие почвы. Это широко используется как в промышленных масштабах, так и грамотными и осведомленными огородниками, не забывающими чередовать посадку различных культур у себя на участке. Ежегодно они возвращают обратно в почву примерно 100-140 килограммов азота в расчете на территорию в один гектар.
Строение листьев бобовых растений
Бобовые растения могут иметь различную форму листьев. Их условно можно разделить на несколько групп:
- парные перистосложные и дважды перистосложные (горох, желтая акация) листья, они располагаются по обе стороны стебля;
- упрощенные (редуцированы до одного верхушечного листа);
- ложно простые, образованы в результате срастания двух верхушечных листьев;
- филлодии (у африканских видов акаций) - уплощенные черешки листьев.
Для бобовых растений характерно удивительное свойство - парноперистые листья могут складываться на ночь. Это обусловлено тем, что у основания черешков есть утолщения, которые из-за изменения тургора приводят листовую пластинку или только листочки в движение. Например, мимоза стыдливая способна это делать мгновенно, так как даже легкое касание ее листьев вызывает моментальную потерю осмотического давления в них. Это свойство было замечено очень давно и послужило поводом для того, чтобы так назвать растение.
Цветок и соцветие
Бобовые растения могут иметь различные соцветия, но чаще всего это метелка или кисть, иногда головчатые кисти (клевер), гораздо реже они редуцированы до одного цветка. Для представителей семейства свойственно перекрестное опыление, при котором пыльца от одного цветка переносится на другой гораздо реже насекомыми (пчелами, шмелями) или летучими мышами и птицами у тропических видов.
Цветки бобовых растений могут быть зигоморфными или актиноморфными (например, у мимозовых). Чашечка состоит обычно из четырех, реже из пяти чашелистиков, которые срастаются между собой. Лепестков бывает 5 (у всех мотыльковых и некоторых представителей двух других подсемейств) или 4. Очень интересны их название и разделение, в зависимости от выполняемой функции. Так, самый верхний и крупный получил название "флаг", он привлекает насекомых, опыляющих растение. Лепестки, расположенные с боков, принято называть крыльями, и это своеобразная "посадочная площадка". Самые внутренние, как правило, срастаются между собой вдоль нижнего края и образуют лодочку, которая защищает тычинки и пестик от насекомых, не являющихся опылителями. А вот, к примеру, у мимозовых все лепестки одинаковой формы - свободные или сросшиеся.
Плоды бобовых растений
В данном случае наблюдается абсолютное единство всех видов семейства. Плод называется боб (одно- или многосемянной), вскрывающийся по спинному или брюшному шву. Семена внутри плода достаточно крупные, с эндоспермом или без него, хорошо развиты семядоли. Внешний вид боба может быть абсолютно любой, так же как и размер. У некоторых видов его длина достигает полутора метров. Распространение семян иногда происходит самостоятельно, когда створки плода при раскрытии скручиваются по спирали, и они разлетаются в разные стороны, например, у акации. У некоторых тропических видов разносятся животными или птицами. Завязь всем знакомого земляного ореха (арахиса) из-за отрицательного геотропизма, то есть способности расти и развиваться в определенном направлении, когда формируется, уходит в почву на 8-10 см, где затем развивается плод.
Значение бобовых в хозяйстве
Растения семейства бобовых занимают по практической значимости для человека второе место после злаковых. Среди них огромное количество пищевых культур, имеющих мировое значение: соя, горох, фасоль, арахис, нут, чечевица и многие другие. Некоторые из них люди культивируют уже не первое тысячелетие.
Большое значение бобовые растения имеют как кормовые травы, к этой категории относятся: клевер, люцерна, люпина, эспарцета и др. Некоторые тропические представители семейства (например, кампешевое дерево, перикопсис, дальбергия) являются источником ценной и высоко декоративной древесины, окрашенной в розовые, почти красные, темно-коричневые или практически черные цвета.
Декоративное и лекарственное значение
Есть и декоративные виды среди бобовых, например глициния. Это древесный вид родом из Китая с крупными кистевыми ароматными соцветиями. Очень популярное садовое и парковое растение. Еще один представитель - это акация подбеленная, широко распространена на побережье Черного моря. Из травянистых в садах выращивают, например, душистый горошек, люпины. Всем знаком цвет индиго, но мало кто знает, что аналогичного названия краситель получают из растения индигоферы красильной, небольшого кустарника из семейства бобовых.
Некоторые виды издавна используются в медицине: пажитник, астрагал, донник и т. д. Всем знакома лакрица, или солодка голая. Это травянистое бобовое растение, которое широко применяется по всему миру как лекарственное средство от кашля (целительные свойства известны еще со времен Древнего Египта). Используются для этого ее корни и корневища. В некоторых европейских странах очень популярны конфеты из лакрицы, которые любят даже дети. Они имеют характерный черный глянцевый цвет.
