В школьном курсе классификация покрытосеменных растений устроена так: отдел Покрытосеменные (цветковые) делят на два класса, Двудольные и Однодольные, а внутри классов выделяют семейства. Ниже собраны признаки классов, формулы цветков и примеры покрытосеменных растений каждого семейства.
Перед решением заданий пробеги глазами эти пункты.
- Определение. Покрытосеменные — растения, у которых семязачатки находятся в завязи пестика, а семена развиваются внутри плода.
- Классы. Отдел Покрытосеменные делят на два класса: Двудольные и Однодольные.
- Признаки. Класс определяют по комплексу признаков. Если ты видишь у растения одну семядолю, для ответа этого ещё мало.
- Семейства. Внутри классов выделяют семейства. Их узнают по строению цветка и плоду: например, стручок указывает на Крестоцветные, а зерновка на Злаки.
- Масштаб. По базе WFO Plant List на июнь 2023 года насчитывается 341 145 видов, 16 076 родов и 419 семейств цветковых растений.
Как это спрашивают на экзамене
Тема входит в кодификатор ЕГЭ по биологии. Там названы классификация покрытосеменных (класс Двудольные и класс Однодольные), признаки классов и цикл развития покрытосеменного растения.
Если тебе попалось задание на соответствие, его формулировка обычно похожа на одну из этих:
«Установите соответствие между признаком растения и классом, для которого он характерен».
«Установите соответствие между семейством и классом покрытосеменных, к которому его относят».
Встречаются и другие формулировки, например:
«Выберите три верных утверждения из шести. Для растений класса Однодольные характерны…»
«Установите последовательность систематических групп, начиная с наименьшей».
Двудольные и однодольные: признаки классов
На этой таблице держится вся тема: на неё опираются и семейства, и задания на соответствие.
| Признак | Двудольные | Однодольные |
|---|---|---|
| Семядоли | В зародыше две семядоли | Одна семядоля |
| Корневая система | Из зародышевого корешка развивается главный корень; характерна стержневая корневая система | Зародышевый корешок рано отмирает; формируется мочковатая корневая система из придаточных корней |
| Жилкование | У большинства сетчатое | У большинства параллельное или дуговое |
| Проводящие пучки и камбий | Пучки в стебле расположены кольцом; есть камбий, который обеспечивает вторичное утолщение | Пучки разбросаны, закрытые; у большинства нет типичного камбия |
| Членность цветка | Цветок чаще 4- или 5-членный | Цветок чаще трёхчленный |
Почему камбий так важен? Камбий делится и наращивает новые слои клеток, поэтому стебель утолщается год за годом. У двудольных деревьев так образуются годичные кольца. У большинства однодольных пучки закрытые, типичного камбия и обычного вторичного утолщения нет, и годичные кольца не образуются. Исключения есть: у некоторых однодольных бывает аномальное вторичное утолщение.
Ни один признак сам по себе класс не определяет. Например, у хохлатки одна семядоля, хотя это двудольное растение. А у вороньего глаза, однодольного растения, сетчатое жилкование, как у двудольных. Будешь судить по одному признаку — легко ошибёшься. Сравнивай сразу несколько: корневую систему, жилкование, членность цветка.
Деление на однодольные и двудольные впервые использовал в систематике английский натуралист Дж. Рэй в начале XVIII в.; само различие в строении зародыша он описал ещё в конце XVII в. В традиционной системе покрытосеменные рассматривают как отдел из двух классов. Однодольные — меньший из них по числу видов.
Семейства двудольных
Пять семейств ниже тебе нужно узнавать по формуле цветка, соцветию и плоду. В формулах: Ч — чашечка, Л — лепестки венчика, Т — тычинки, П — пестик, О — простой околоцветник. Скобки означают срастание частей, знак ∞ — их большое число. Учти, что запись формул в пособиях бывает разной, например Т5 / Т(5).
Крестоцветные (Капустные). Формула: Ч4Л4Т2+4П1. Соцветие: кисть. Плод: стручок или стручочек. Примеры: капуста, редька, редис, репа, хрен, горчица, пастушья сумка. Обрати внимание на тычинки: две короткие и четыре длинные.
Розоцветные (Розовые). Формула: Ч5Л5Т∞П1 или П∞. Соцветия разные: щиток, кисть, зонтик. Плоды тоже разные: яблоко, костянка, многоорешек. Примеры: шиповник, земляника, яблоня, груша, слива, вишня, малина, рябина. Если в формуле много тычинок, перед тобой скорее Розоцветные, чем Крестоцветные.
Бобовые (Мотыльковые). Формула: Ч(5)Л1+2+(2)Т(9)+1П1, в некоторых пособиях чашечку записывают как Ч5. Венчик состоит из паруса, вёсел и лодочки. Соцветие: кисть или головка. Плод: боб. На корнях образуются клубеньки с азотфиксирующими бактериями. Примеры: горох, фасоль, соя, клевер, люпин, донник.
Паслёновые. Формула: Ч(5)Л(5)Т5П1; в части пособий тычинки записаны как Т(5). Плод: ягода или коробочка. Примеры: картофель, томат, перец, баклажан, табак, белена, дурман.
Сложноцветные (Астровые). Формула: Л(5)Т(5)П1. Соцветие: корзинка. Цветки бывают трубчатые, язычковые, ложноязычковые, воронковидные. Плод: семянка. Примеры: подсолнечник, топинамбур, ромашка, календула, тысячелистник, череда. Здесь ловушка: «цветок» ромашки — это соцветие из многих мелких цветков.
Семейства однодольных и научная система
Лилейные. Формула: О3+3Т3+3П1. Околоцветник простой, из шести листочков в два круга. Плод: коробочка или ягода. Примеры: тюльпан, лилия, рябчик. Цветок трёхчленный, что типично для однодольных.
Злаки (Мятликовые). Формула в школьной записи: О(2)+2Т3П1, в пособиях встречаются и другие варианты. Цветки мелкие, собраны в колоски, а колоски — в сложный колос, метёлку или початок. Плод: зерновка. Примеры: пшеница, рожь, ячмень, овёс, рис, кукуруза.
Осоковые — отдельное семейство однодольных. Внешне осоки похожи на злаки, но к Злакам их не относят.
Орхидные — тоже отдельное семейство однодольных, а не группа внутри Лилейных.
Современная научная система APG строится на родстве по молекулярным данным. Различия со школьной системой касаются не только отдельных семейств. В APG традиционные Двудольные не считают единой естественной группой; большая их часть относится к эвдикотам. Часть растений, которые школьные пособия относят к Лилейным, выделена в другие семейства. На экзамене опирайся на школьную систему из кодификатора.
Разбор задания
Возьмём два типичных задания: на соответствие и на последовательность.
«Установите соответствие между признаком и классом покрытосеменных: 1) сетчатое жилкование; 2) мочковатая корневая система; 3) трёхчленный цветок; 4) наличие камбия; 5) пучки разбросаны по стеблю; 6) стержневая корневая система. Классы: А — Двудольные, Б — Однодольные».
Твоя задача — для каждого признака вспомнить строку таблицы. Например, камбий характерен для стебля с пучками, расположенными кольцом, а это Двудольные. Мочковатая корневая система формируется, если зародышевый корешок рано отмирает, и это Однодольные.
Ответ: 1 — А, 2 — Б, 3 — Б, 4 — А, 5 — Б, 6 — А.
Теперь последовательность рангов. Допустим, надо расположить группы, начиная с наибольшей: род Шиповник, отдел Покрытосеменные, семейство Розоцветные, класс Двудольные. Верный порядок: отдел Покрытосеменные → класс Двудольные → семейство Розоцветные → род Шиповник. Если сомневаешься, вспомни полную цепочку рангов: отдел, класс, порядок, семейство, род, вид.
Ошибки, за которые снимают баллы
- Класс по одному признаку. Ученики видят одну семядолю и сразу выбирают Однодольные. Но у хохлатки одна семядоля, а это двудольное растение.
- Путаница формул. «Ч4Л4Т2+4П1» — это Крестоцветные. Много тычинок, «Т∞», указывает на Розоцветные.
- Донник среди Розоцветных. Донник относят к Бобовым: у него плод боб.
- Осоки как злаки. Осоковые — отдельное семейство, хотя внешне похожи на злаки.
- Ромашка как один цветок. У Сложноцветных корзинка — это соцветие из многих цветков.
Проверь ответ на знакомом растении: подставь его и сверь признаки с таблицей.
Шпаргалка
По этой таблице ты быстро сверишь семейство, класс и плод.
| Семейство | Класс | Формула | Плод |
|---|---|---|---|
| Крестоцветные | Двудольные | Ч4Л4Т2+4П1 | Стручок, стручочек |
| Розоцветные | Двудольные | Ч5Л5Т∞П1 или П∞ | Яблоко, костянка, многоорешек |
| Бобовые | Двудольные | Ч(5)Л1+2+(2)Т(9)+1П1 | Боб |
| Паслёновые | Двудольные | Ч(5)Л(5)Т5П1 | Ягода, коробочка |
| Сложноцветные | Двудольные | Л(5)Т(5)П1 | Семянка |
| Лилейные | Однодольные | О3+3Т3+3П1 | Коробочка, ягода |
| Злаки | Однодольные | О(2)+2Т3П1 | Зерновка |
Если формула незнакома, ищи опорные детали: число частей цветка, срастание лепестков, тип плода.
Проверь себя
Попробуй ответить сам, а потом сверься с ответами.
К какому классу относится растение с параллельным жилкованием, мочковатой корневой системой и трёхчленным цветком?
Однодольные
Какому семейству соответствуют плод боб и клубеньки на корнях?
Бобовые (Мотыльковые)
Можно ли определить класс только по числу семядолей? Приведи пример.
Нет. Например, у хохлатки одна семядоля, но она двудольная
Почему у большинства однодольных нет годичных колец?
У большинства однодольных пучки закрытые и нет типичного камбия, поэтому обычного вторичного утолщения не происходит
К какому семейству относится подсолнечник и как называется его соцветие?
Сложноцветные (Астровые), соцветие — корзинка
В первую очередь повтори таблицу признаков классов и формулы пяти семейств двудольных. С ними ты справишься с большинством заданий по теме.
