Презентация по биологии "Экологические группы растений"

Корень:

- по форме (стержневая и мочковатая корневые системы);

- по происхождению (главный, боковой и придаточный);

- микориза (эктотрофная и эндотрофная);

- симбиоз (клубеньковые бактерии).

Физиологические (биохимические) адаптации

снижение интенсивности транспирации, уменьшающее теплоотдачу;

накопление в клетках сахаров и других веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока;

накопление в клетках антоцианов, обеспечивающих в холодное время сезона красный цвет и оттенки фотосинтезирующего аппарата (побеги шиповника и чозении, листья копытня, джефферсонии, адониса, ветрениц и тополя; цветки у ивы Крылова);

выделение веществ, зачерняющих

поверхность вокруг стволов (чозения).

Экологические группы растений

. Группы растений по продолжительности жизни

Группы растений

Биологические особенности

Дерево

Многолетнее растение с одревесневшими частями, с хорошо выраженным главным стволом, превышающим 2 м в высоту

Кустарник

Древесное растение без главного ствола с ветвлением у самой поверхности почвы, его высота меньше 3 м

Кустарничек

Отличается от кустарника низкорослостью, высота не больше 50-60 см

Полукустарник

Растение в нижней части деревянистое, в верхней - травянистое. Надземные органы на зиму отмирают, перезимовывают лишь одревесневшие основания надземных побегов

Многолетние травы

Растения с корневищами, луковицами, многолетними корнями. Они перезимовывают в виде луковиц, корневищ, вегетируют, цветут и плодоносят ряд лет

Двулетники

Цветут и плодоносят, чаще всего, на второй год жизни

Однолетники

Успевают пройти весь цикл развития за один вегетационный период

Эфемероиды

Многолетние травянистые растения, которые вегетируют и плодоносят за короткий, благоприятный период года

Эфемеры

Однолетние растения, проходящие весь цикл развития за короткий, влажный период года

Корень:

- по форме (стержневая и мочковатая корневые системы);

- по происхождению (главный, боковой и придаточный);

• по расположению в почве (поверхностная и глубокие корневые системы);

• видоизменения корня (утолщенные - "корнеплоды", корневые шишки - корнеклубни, корни-присоски);

- микориза (эктотрофная и эндотрофная);

- симбиоз (клубеньковые бактерии).

Стебель:

- высота - в см для травянистых, полукустарниковых и кустарничковых видов, в м для древесных и кустарниковых видов;

- по форме роста - прямостоячий, восходящий или приподнимающийся, лежачий или стелющийся, ползучий, вьющийся, цепляющийся и лазающий;

- по ветвлению - простой и неветвистый, моноподиальный, симподиальный, дихотомический и ложнодихотомический;

- по форме поперечного сечения - цилиндрический, бороздчатый, трех-, четырех- и многогранный, сплюснутый, крылатый, полый внутри или плотный;

- по особенностям поверхности - у травянистых растений растений: голый, опушенный (волоски жесткие или мягкие, прижатые к стеблю или оттопыренные, редкие или густые), у древесных растений: окраска и трещиноватость коры;

- почки - расположение (верхушечное и пазушное), строение (размер, форма, окраска чешуй, характер прикрепления к стеблю);

- видоизменения побега и стебля - корневище (простое или ветвистое, горизонтальное, вертикальное или косое, длинное или короткое, толстое или тонкое), клубень, луковица, клубнелуковица, филлокладии, колючки, усы (их форма и размер).

. Лист  (при описании листа нужно указать различия верхушечных, средних и нижних листьев. Описывают, обычно, средние листья):

- листорасположение - очередное, супротивное, мутовчатое и прикорневая розетка;

- по прикреплению к стеблю - коротко- и длинночерешковый, сидячий, полустеблеобъемлющий, низбегающий и влагалищный;

- по степени сложности - простой и сложный (тройчатосложный, пальчатосложный, парноперистосложный, непарноперистосложный);

- по форме листовой пластинки (для сложных листьев листочки) - игольчатый, линейный, ланцетный, эллиптический, овальный, округлый, яйцевидный, сердцевидный, почковидный, копьевидный, ромбический, стреловидный, лировидный;

- по рассеченности листовой пластинки для простых листьев - цельный, пальчато- или перистолопастный, пальчато- или перистораздельный, пальчато- или перисторассеченный, иногда дважды-, триждыперисторассеченный ;

-

-по краю листовой пластинки - цельнокрайний, волнистый, гордчатый, зубчатый, пильчатый, двоякозубчатый, двоякопильчатый;

- жилкование - простое, параллельное, дуговое, пальчатое, перистое и сетчатое;

- по особенностям поверхности - голый, опушенный (волоски простые или сложные, жесткие или мягкие, прижатые или оттопыренные, редкие или густые), покрыт кутикулой, восковым налетом или нет;

- прилистники - рано опадающие или долго сохраняющиеся, форма и размер;

- видоизменение листа - колючки и усы.

Цветок и соцветия:

- по расположению на стебле - одиночные (верхушечные или пазушные), по 2-3 в пазухах листьев или собраны в соцветия (кисть, сережка, простой колос, сложный колос, початок, метелка, простой зонтик, сложный зонтик, головка, корзинка, завиток, извилина, дихазий или полузонтик); нужно зарисовать схему соцветия и определить размер соцветия и количество цветков в нем;

- по прикреплению - сидячий или на цветоножке;

- строение цветоложа - плоское, выпуклое, коническое, вогнутое цветоложе; поверхность цветоложа голая, волосистая, ямчатая, покрыта пленками или прицветниками;

- околоцветник - простой (чашечковидный, лепестковидный или чешуйчатый, двойной (чашечка и венчик);

- чашечка - свободнолистная, сростнолистная; число чашелистиков, долей, их форма, окраска и размер;

- венчик - свободнолепестный, сростнолепестный; число лепестков, долей и зубцов, их форма, окраска, размер и место прикрепления (к цветоложу, верхушке завязи, чашелистикам);

- симметрия - актиноморфность (правильный цветок), зигоморфность и асимметричность (неправильный цветок);

- пол цветка - однополый (пестичный и тычиночный), обоеполый; однодомное и двудомное растение;

- андроцей - количество тычинок, свободные или сросшиеся (степень срастания), место прикрепления тычинки (к цветоложу, стенке завязи и лепесткам) и пыльника к тычиночной нити (своим основанием или средней частью качающее);

- гинецей - апокарпный и ценокарпный (синкарпный, паракарпный и лизикарпный); число плодолистиков, столбиков и рылец; завязь (верхняя, нижняя и полунижняя) и ее поверхность (голая и опушенная);

- способы опыления цветка - энтомофилия, анемофилия, гидрофилия

Экологические группы растений по отношению к воде

Экологические группы

Местообитание и биологические особенности

Гидрофиты

Водные растения, которые полностью или частично погружены в воду. Они плавают в воде свободно или прикреплены ко дну водоема

Гигрофиты

Растения избыточно увлаженных местообитаний (болото, сырые луга)

Мезофиты

Растения среднеувлажненных мест (лиственничные, березовые леса, луга)

Ксерофиты

Растения сухих местообитаний (степные участки, каменистые склоны и сухие сосновые леса).

Психрофиты

Растения влажных и холодных местообитаний (высокогорье и тундра)

Криофиты

Растений сухих и холодных местообитаний (высокогорье)

Экологические группы растений по отношению к почве

Экологические группы

Местообитание

Мегатрофы

растения плодородных черноземных почв

Мезотрофы

растения среднеплодородных дерново-подзолистых почв

Олиготрофы

растения бедных песчаных и супесчаных почв

Псаммофиты

Хасмофиты

Растения подвижных песков

Растения каменистых скал и склонов

Оксилофиты

Растения кислых сфагновых болот

Галофиты

растения засоленных почв

Кальцефилы

Растения известковых отложений и щелочных почв

Нитрофилы

Растения богатых азотом мусорных мест

Экологические факторы

Абиотические

• Климатические

• Свет, температура, влажность воздуха, ветер, снег

2.Эдафические (почвенные, грунтовые)

• Механический состав, влагоемкость, воздухонепрони-цаемость, плодородность почвы

3.Орографические

• рельеф, экспозиция

4.Химические

• газовый состав воздуха, солевой состав воды

5.Физические

• шум, магнитные поля, теплопроводность, радиоактивность, космическое излучение

Биотические

Антропогенные

По отношению к свету существуют следующие организмы:

Температура в жизни организмов.

криофилы (холодолюбивые) термофилы (теплолюбивые).

Анатомо-морфологические адаптации растений к холоду

1. Маленький рост при сохранении больших размеров репродуктивных органов.

Малина арктическая

Баранец арктический

Арктическая береза

2. Формирование укороченных побегов

Пушица влагалищная

лиственница

сосна

3 . Неопадение отмерших листьев с крон. 4. Опушают побеги и листья.

ива чукотская

б ереза шерстистая

дуб монгольский

прострел

лиственница курильская

Физиологические (биохимические) адаптации

• снижение интенсивности транспирации, уменьшающее теплоотдачу;
• накопление в клетках сахаров и других веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока;
• накопление в клетках антоцианов, обеспечивающих в холодное время сезона красный цвет и оттенки фотосинтезирующего аппарата (побеги шиповника и чозении, листья копытня, джефферсонии, адониса, ветрениц и тополя; цветки у ивы Крылова);
• выделение веществ, зачерняющих

поверхность вокруг стволов (чозения);

ива Крылова

побег шиповника

чозения

Экологические группы растений и животных по отношению к водному режиму

психрофиты

эуксерофиты

мезофиты

гигрофиты

растения

криофиты

тропофиты

эфемеры

ксерофиты

суккуленты

склерофиты

гигрофиты

психрофиты

Задание. Расположите растения по своим экологическим группам: папоротник, кислица, осина, ива, кактус, алоэ, ковыль, незабудка, тюльпан, типчак, кукуруза, одуванчик, баобаб, мох, багульник болотный, лишайники, брусника .

кислица

тропофиты

баобаб

ива

папоротник

незабудка

ковыль

кактус

эфемеры

склерофиты

суккуленты

тюльпан

мезофиты

осина

алоэ

одуванчик

багульник болотный

лишайники

мох

криофиты

брусника

кукуруза

эуксерофиты

типчак

Молодцы!

Пустыня – это территория, где испарение превышает количество осадков, которое в свою очередь составляет менее 250 мм в год. На таких территориях произрастает скудная , разреженная, обычно низкорослая растительность. Для пустынь характерны значительные контрасты между дневными и ночными температурами. Существует три основных типа пустынь: тропические, умеренные и холодные.

Травянистые экосистемы приурочены к регионам, где среднегодовое количество осадков достаточно для произрастания трав; однако выпадают они все еще настолько неравномерно, что периодические засухи и пожары препятствуют развитию древесной растительности на сколько-нибудь значительных площадях. Типы сообществ : тропические травянистые сообщества, или саванны, травянистые сообщества умеренных широт , полярные травянистые сообщества или арктические тундры

Основные типы лесов.

Влажные тропические леса, листопадные леса умеренных широт , северные хвойные леса, называемые также бореальными лесами или тайгой,

Водные экосистемы .

Лимитирующие факторы водных экосистем:

1. Соленость – содержание растворимых солей, главным образом хлорида натрия, в водной массе;

2. Глубина проникновения солнечных лучей;

3. Количество кислорода;

4. Доступность питательных элементов;

5. Температура воды.

Солоноводные (морские)                          Пресноводные

- океаны                                            - озера, …………………………………………-водохранилища

- устья рек (эстуарии)                         - пруды

- прибрежные болота                          - болота

- коралловые рифы                             - реки и ручьи (водотоки)

АДАПТАЦИЯ

комплекс морфофизиологических и поведенческих особенностей особи, популяции или вида, обеспечивающий успех в конкуренци с другими видами (популяциями, особями) и устойчивость к воздействию экологических факторов.

По отношению к свету выделяют следующие экологические группы растений:

• гелиофиты (светолюбивые);
• сциофиты (тенелюбивые);
• теневыносливые (факультативные гелиофиты).

Гелиофиты.

Характеризуются следующими признаками:

• мелкие размеры листьев; встречается сезонный диморфизм: весной листья мелкие, летом - крупнее;
• листья располагаются под большим углом, иногда почти вертикально;
• листовая пластинка блестящая или густо опушенная;

образуют разреженные насаждения.

Сциофиты

Не выносят сильного света. Места обитания: нижние затемненные ярусы; обитатели глубоких слоев водоемов. Прежде всего, это растения, растущие под пологом леса (кислица, костынь, сныть).

Характеризуются следующими признаками:

• листья крупные, нежные;
• листья темно-зеленого цвета;
• листья подвижные;
• характерна так называемая листовая мозаика (то есть особое расположение листьев, при котором листья максимально не заслоняют друг друга).

Теневыносливые

Занимают промежуточное положение. Часто хорошо развиваются в условиях нормального освещения, но могут при этом переносить и затемнение. По своим признакам занимают промежуточное положение.

Температура, в отличие от света, является исключительно витальным (энергетическим) фактором. У растений и животных (особенно холоднокровных животных) повышение температуры тела вызывает ускорение всех биохимических и физиологических процессов. Так, при повышении температуры сокращается время, необходимое для прохождение отдельных стадий развития.

Например, для развития гусениц бабочки-капустницы от яйца до куколки при температуре 10 С требуется 100 суток, а при 26 С - только 10 суток .

Тепло для растений может выступать формообразующим фактором. Так, при недостатке тепла у высокогорных видов возникает форма "подушки", внутри которой создается более теплый микроклимат; у обитателей тундры возникают стелящиеся, или шпалерные, и карликовые формы.

По отношению к теплу выделяют следующие экологические группы:

• Эвритермные и стенотермные организмы
• Термофилы и криофилы (теплолюбивые и холодолюбивые)

По степени адаптации к условиям дефицита тепла различают

• нехолодостойкие (гибнут при температуре замерзания воды из-за инактивации ферментов),
• неморозостойкие (гибнут, если в клетках начинают образовываться кристаллики льда; поэтому основной адаптацией является накопление сахаров и других веществ при понижении температуры),
• морозостойкие (например, переохлажденное состояние холодноводных рыб поддерживается накоплением в жидкостях тела так называемых биологических антифризов - гликопротеидов, понижающих точку замерзания).

По степени адаптации к повышенным температурам выделяют

• нежаростойкие виды (повреждаются при t=30... 40 C);
• жаровынослиые (выносят +50... + 60 С);
• жароустойчивые (это, прежде всего, термофильные бактерии, некоторые виды сине-зеленых водорослей).

Гидатофиты- плавающие на поверхности

Гигрофиты - наземное растение, приспособленное к обитанию в условиях избыточной влажности. Обычно гигрофиты произрастают в сырых лесах, на болотах, по берегам водоемов и т.п.

Мезофиты- умеренно влажные

ГИГРОФИТЫ (от гигро... и греч. phyton — растение), растения, живущие в условиях избыточного увлажнения. Для гигрофитов характерны большие листья с тонкой кутикулой, длинные стебли с почти неразвитой механической тканью, слабая корневая система

Гуттация- выделение избытка жидкости в условиях охлаждения растений по окружности листовой пластинки

Ложные ксерофиты разными способами избегают засухи, как бы "убегают" от нее.

Среди настоящих ксерофитов не встречаются деревья. Обычно - это низкорослые растения с мощно развитой корневой системой . Причем масса корней нередко в десятки раз превышает массу надземных побегов. Не случайно степи, в которых произрастает много настоящих ксерофитов, называют "лесом кверху ногами".

Все защитные приспособления настоящих ксерофитов направлены на то, чтобы как можно больше уменьшить транспирацию - испарение драгоценной влаги через устьица листовых пластинок. Это достигается разными способами.

Иногда поверхность гладкой и кожистой листовой пластинки покрыта толстым слоем воскового налета. Известно, что воск не пропускает, отталкивает воду, поэтому затрудняет ее испарение.

Общие признаки ксерофитов:

* густо опушенные беловойлочные листья. Это серебристо-белое опушение хорошо отражает солнечные лучи и спасает растение от перегрева и излишней транспирации. Кроме того, в густом опушении задерживаются водяные пары и повышается влажность воздуха вокруг листовой пластинки.

* очень узкие, вертикально торчащие листья. В полуденный зной, когда солнце стоит в зените, солнечные лучи проходят как бы вскользь, мимо таких листьев и не перегревают их. К тому же у некоторых видов (например, ковылей) лист в сухую погоду способен сворачиваться в трубочку. Эта трубка представляет собой своеобразную внутреннюю влажную камеру, куда открываются устьица узкого свернутого листа.

КСЕРОФИТЫ (от греч. xeros — сухой и phyton — растение), растения, приспособленные к жизни в засушливых местообитаниях. Различают две группы ксерофитов. Одни из них действительно испытывают нехватку влаги и переживают реальную засуху - их называют настоящими ксерофитами . К ложным ксерофитам относятся растения, которые хотя и произрастают в сухих местообитаниях, но не испытывают недостатка влаги. Они имеют приспособления, позволяющие добывать или запасать достаточное количество воды. Ложные ксерофиты разными способами избегают засухи, как бы "убегают" от нее.

Несколько типов:

суккуленты — жароустойчивы, но не переносят обезвоживания (агава, алоэ, кактусы);

Склерофиты – максимально стремящиеся к уменьшению влаги в растении

гемиксерофиты — не переносят длительного обезвоживания, корневая система достигает грунтовых вод (шалфей, верблюжья колючка); эвксерофиты — жароустойчивы, способны переносить обезвоживание (полынь, вероника седая, некоторые коровяки); пойкилоксерофиты — при обезвоживании впадают в анабиоз (некоторые мхи).

• Мегатермы (греч. мегас - большой и термос - теплый) - теплолюбивые и "жаростойкие" растения, способные переносить высокие температуры. Мегатермы обитают в жарком и засушливом климате степей и пустынь, поэтому многие из них одновременно являются и ксерофитами.
• Эти растения имеют приспособления, предохраняющие их от перегрева во время испепеляющего зноя. К числу таких защитных приспособлений относятся: 1) густое серебристо-белое опушение или блестящая поверхность листьев, отражающие большую часть солнечных лучей; 2) вертикальное расположение узких, щетинистых листьев - солнечные лучи скользят вдоль их поверхности; 3) уменьшение поверхности листьев (мелколистность) - маленькая поверхность меньше нагревается; крайним выражением этой тенденции является полная безлистность;

Некоторые сочные и мясистые растения представляют собой что-то вроде бочек, в которых накапливается влага, а затем экономно расходуется на протяжении засушливого периода. Такие растения называют суккулентами .

Микротермы (греч. микрос - малый и термос - теплый) не требовательные к теплу и холодостойкие растения, произрастающие в условиях умеренного и арктического климата. В Сибири, с ее сильными морозами, подавляющее большинство растений является микротермами. Причем к наиболее холодостойким относятся тундровые и высокогорные растения.

. Мезотермами (греч. мезос - средний и термос - теплый) называют теплолюбивые, но не жаростойкие растения. К типичным теплолюбивым растениям относятся растения влажного тропического пояса, которые живут в условиях "температурного рая" - постоянно теплого, но не жаркого климата, при температурах 20-30¦ С. Типичные мезотермы не имеют никаких приспособлений к температурному режиму, поэтому не выносят перепадов температуры.

Микротермы (греч. микрос - малый и термос - теплый) не требовательные к теплу и холодостойкие растения, произрастающие в условиях умеренного и арктического климата. В Сибири, с ее сильными морозами, подавляющее большинство растений является микротермами. Причем к наиболее холодостойким относятся тундровые и высокогорные растения.

Экологические группы по отношению к богатству питания

• Олиготрофами (греч. олигос - немногочисленный и трофе - питание) называют растения, произрастающие на бедных, "тощих" почвах и довольствующиеся небольшим количеством питательных элементов.
• Мезотрофы (греч. мезос - средний и трофе - питания) как ясно уже из названия - умеренно требовательные к питанию растения. Они произрастают на не очень богатых, но и не очень бедных почвах. Кедр, пихта, береза, осина, многие таежные и луговые травы Западной Сибири относятся к этой средней по питанию группе.
• Эутрофы (греч. эу - настоящий и трофе - питание) растут на богатых плодородных почвах и предъявляют высокие требования к своему питанию. У нас наиболее богатые почвы формируются в поймах рек, где ежегодно во время половодья откладываются слои плодородного наилка. Не случайно древние цивилизации развивались в поймах рек - вспомним Египет или Междуречье. К группе эутрофов относятся многие растения пойменных лугов: костер безостый, пырей ползучий, канареечник, лисохвост луговой, а также большинство степных растений, например ковыли, растущие на самых плодородных почвах - черноземах.

Всего Л.Г. Раменский выделил три основных типа жизненных стратегий.

1 . Виоленты (силовики, агрессоры) - Раменский образно назвал их "львами" растительного мира. Это растения, которые отличаются высокой конкурентной мощью. Энергично развиваясь они захватывают территорию, вытесняя другие растения и, что очень важно, длительное время удерживают эту территорию за собой, подавляя и заглушая соперников.

Типичными львами-виолентами в условиях лесной зоны Западной Сибири являются темнохвойные деревья - кедр, пихта и ель. Создавая своими густыми кронами большое затенение они легко вытесняют более светолюбивые сосну и мелколиственные деревья (березу и осину) из мест своего обитания.

2. Патиенты (выносливцы) - "верблюды" - в борьбе за существование берут не энергией жизнедеятельности и роста, а своей выносливостью к очень суровым условиям, постоянным или временным.

Жизненные формы организмов

Если говорить о растениях, то одну жизненную форму имеют, например, американские кактусы и африканские молочаи (рис. ), обитающие в засушливых условиях и способные накапливать запасы влаги в сочных и толстых стеблях. Листья же у таких растений превратились в колючки, чтобы уменьшить испарение драгоценной влаги. Как видно из рисунка, кактусы и молочаи отличить друг от друга в нецветущем состоянии практически невозможно, настолько они друг на друга похожи.

Если говорить о растениях, то одну жизненную форму имеют, например, американские кактусы и африканские молочаи (рис. ), обитающие в засушливых условиях и способные накапливать запасы влаги в сочных и толстых стеблях. Листья же у таких растений превратились в колючки, чтобы уменьшить испарение драгоценной влаги. Как видно из рисунка, кактусы и молочаи отличить друг от друга в нецветущем состоянии практически невозможно, настолько они друг на друга похожи.

Одну и ту же жизненную форму имеют и растения с плавающими на поверхности воды широкими блюдцевидными листьями - разнообразные кувшинки и кубышки. Подобных примеров можно привести великое множество.

Какие важные выводы можно сделать из этих примеров? Во-первых, среда как бы навязывает организму наиболее подходящую, оптимальную форму тела. Во-вторых, организмы, обитающие в сходных условиях среды, как правило, имеют и сходные формы. И, в-третьих, одну и ту же жизненную форму могут иметь организмы далеко не родственные между собой, такие как молочаи и кактусы.

Практическая работа

1. Дать сравнительную характеристику растений: 1. кактус, 2. ковыль по сл схеме:

признаки

кактус

1.Условия обитания

Ковыль перистый

2.Форма листьев, окраска, наличие воды

3.Приспособления к добыванию воды

4.Корневая система, глубина залегания

5.Высота стебля

6.Сроки цветения и плодоношения