МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тверской государственный университет»
Биологический факультет
Кафедра ботаники
УТВЕРЖДАЮ
Декан
биологическогофакультета С.М. Дементьева «»2013 г.
Рабочая программа дисциплины
СТРУКТУРНАЯ БОТАНИКА
Для студентов 1 курса Направление подготовки 020400.62 БИОЛОГИЯ Профиль подготовки: Биоэкология, Ботаника, Общая биология, Физиология человека Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры Составители:«_» 2013 г. к.б.н., доцент Л.В. Петухова Протокол № Зав. кафедрой_ С.М. Дементьева Тверь II. Пояснительная записка 1. Цели и задачи дисциплины Цель курса: Углубить представления о морфологическом и анатомическом разнообразии структуры высших растений и ее формирования в зависимости от экологических условий, закономерностях эволюционных преобразований.
Задачи курса:
1. Дать представление об эволюционных преобразованиях высших растений.
2. Детально рассмотреть разнообразие побегов и побеговой структуры, на основе чего научиться ориентироваться в жизненных формах и моделях побегообразования высших растений.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла (ОПД).
Содержательно она закладывает основы знаний для освоения дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла (ЕН) «Общая биология», базовой части ОПД «Физиология растений», «Экология и рациональное природопользование», спецпрактикума «Биология высших и низших растений», учебной и производственной практик. В ходе изучения непосредственно связана с дисциплиной базовой части ОПД «Ботаника».
3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
4. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Структурная ботаника»:
забота о качестве выполняемой работы (ОК-16);
умение работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
использование методов наблюдения, описания, идентификации, классификации биологических объектов (ПК-2);
применение современных экспериментальных методов работы с биологическими объектами в лабораторных условиях (ПК-5);
наличие базовых представлений и закономерностях воспроизведения и индивидуального развития биологических объектов (ПК-8).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать особенности строения растительной клетки, цитологические характеристики тканей растительного организма, закономерности их размещения в различных органах растений в разных таксономических группах, разнообразие вегетативных и генеративных органов растений и грибов в зависимости от их функциональных и эволюционных преобразований;
понимать закономерности внутреннего и внешнего строения растительного организма, направление и закономерности биоморфологической эволюции;
владеть методами анатомических и морфологических исследований ботанических объектов;
уметь применять знания основ общего строения, репродукции и культивирования растений в хозяйственных целях и при планировании мероприятий по оценке состояния и охраны растительного мира.
5. Образовательные технологии Активные и интерактивные формы проведения занятий (деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций), проблемные лекции, лекция-визуализация, лабораторные занятия, коллоквиумы, контрольные работы и тестовые задания, выполнение заданий для самостоятельной работы в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, определяется главной целью (миссией) программы, особенностью контингента обучающихся и содержанием конкретных дисциплин, и в целом в учебном процессе они должны составлять не менее 42 % аудиторных занятий (определяется требованиями ФГОС с учетом специфики ООП). Занятия лекционного типа для соответствующих групп студентов не могут составлять более 50 % аудиторных занятий (определяется соответствующим ФГОС)).
6. Формы контроля - зачет III. Учебная программа Введение. Возникновение тканей в процессе эволюции растений. Доказательства происхождения высших растений от водорослей. Усложнение структуры в связи с выходом растений на сушу.
Основные особенности растительной клетки. Тотипотентность, особенности роста, клеточные связи, типы межклетников Ткани в теле растений, их классификация. Меристемы, понятие о гистогенах.
Эпидерма. Общие особенности и значение для растения. Диагностическое значение этой ткани при определении ныне живущих и ископаемых форм растений. Устьичный аппарат, цитологические особенности механизм работы. Типы устьичного аппарата по происхождению и морфологическим признакам. Эволюция эпидермы.
Влияние экологических условий на формирование эпидермы. Трихомы, их классификация и значение. Опушение, типы опушения, их диагностическое Проводящие ткани. Происхождение, цитологические особенности, эволюция.
Цитологические особенности сосудов, трахеид у разных групп растений.
Механические ткани в теле растения, цитологические особенности, формирование в онтогенезе, эволюция.
Особенности анатомического строения осевых органов покрытосеменных растений.
Понятие о центральном цилиндре. Типы центрального цилиндра и его эволюция, Общие анатомические особенности мхов, плаунов, папоротников, хвощей, саговников, хвойных. Особенности анатомии древесины древесных растений.
Свойства древесины.
Побег. Почка. Определение, морфологические особенности, развертывание почки. Типы почек на побеге по времени развертывания, месту заложения, функциям, морфологическим особенностям. Возникновение пазушного положения почек в процессе эволюции. Кажущиеся отклонения от аксиллярного ветвления.
Побег. Морфологическое разнообразие побегов. Типы побегов по продолжительности жизни и плодоношения. Ритм развития побега понятие о годичном и элементарном побегах, их соотношение, Разнокачественность почек по длине побега, зоны побега.
Побеговая система. Особенности нарастания и ветвления. Стадийная разнокачественность боковых побегов. Акротонное и базитонное возобновление.
Понятие о жизненной форме. Основные морфологические признаки жизненных форм (ЖФ). Отличительные признаки древесных, полудревесных и травянистых ЖФ.
Разнообразие жизненных форм деревьев, кустарников, трав. Морфологическая характеристика основных жизненных форм травянистых растений. Пути преобразования жизненных форм в конкретных таксонах. Общее направление эволюции ЖФ.
Модели побегообразования. Понятие о моделях побегообразования, основные признаки моделей. Соотношение понятий МПО и ЖФ. Модели побегообразования древесных и травянистых растений.
Понятие о корреляциях. Корнелистовая функциональная связь, коррелятивные связи листа, почки и формирующихся побегов.
Цветок, происхождение, разнообразие. Особенности расположения частей цветка на цветоложе, разнообразие околоцветника. Андроцей, морфологические и анатомические особенности тычинки, эволюция, типы андроцея. Формирование и эволюция пылинки. Гинецей, типы гинецея, направление эволюции.
Приспособление в цветке к разным способам опыления.
Эмбриология покрытосеменных. Строение и типы семезачатков, двойное оплодотворение. Развитие эндосперма и зародыша, формирование семени, типы Соцветия, эволюция соцветий. Принципы классификации соцветий, разнообразие ботрических и цимозных соцветий, эволюция Плоды, формирование, разнообразие. Влияние формирующихся семян на развитие плода, строение околоплодника, метаксении. Типы плодов. Генетическая классификация. Распространение семян и плодов в природе.
IV. Рабочая учебная программа Наименования тем и разделов Всего Аудиторные занятия Самостоятельная тканей в процессе эволюции растений. Доказательства происхождения высших растений от водорослей.
Усложнение структуры в связи с выходом растений на сушу.
клетки. Тотипотентность, особенности роста, клеточные связи.
классификация. Меристемы, понятие о гистогенах.
Эпидерма. Общие особенности и значение для растения.
Диагностическое значение этой ткани при определении ныне живущих и ископаемых форм растений. Устьичный аппарат, цитологические особенности механизм работы. Типы устьичного аппарата по происхождению и морфологическим признакам.
Эволюция эпидермы. Влияние экологических условий на формирование эпидермы.
Трихомы, их классификация и значение. Опушение, типы опушения, их диагностическое значение.
растения, цитологические особенности, формирование в онтогенезе, эволюция.
Происхождение, цитологические особенности, эволюция. Цитологические особенности сосудов, трахеид у разных групп растений.
морфологические особенности, развертывание почки. Типы почек на побеге по времени развертывания, месту заложения, функциям, морфологическим особенностям. Возникновение пазушного положения почек в процессе эволюции.
Кажущиеся отклонения от аксиллярного ветвления.
разнообразие побегов. Типы побегов по продолжительности жизни и плодоношения. Ритм развития побега понятие о годичном и элементарном побегах, их соотношение, Разнокачественность почек по длине побега, зоны побега.
Особенности нарастания и ветвления. Стадийная разнокачественность боковых побегов. Акротонное и базитонное возобновление.
Основные морфологические признаки жизненных форм (ЖФ). Отличительные признаки древесных, полудревесных и травянистых ЖФ. Разнообразие жизненных форм деревьев, кустарников, трав. Морфологическая характеристика основных жизненных форм травянистых растений. Пути преобразования жизненных форм в конкретных таксонах. Общее направление эволюции ЖФ.
Понятие о моделях побегообразования, основные признаки моделей.
Соотношение понятий МПО и ЖФ. Модели побегообразования древесных и травянистых растений.
Корнелистовая функциональная связь, коррелятивные связи листав почки и формирующихся побегов.
разнообразие. Особенности расположения частей цветка на цветоложе, разнообразие околоцветника. Андроцей, анатомические особенности тычинки, эволюция, типы андроцея. Формирование и эволюция пылинки. Гинецей, типы гинецея, направление эволюции. Приспособление в цветке к разным способам опыления.
покрытосеменных. Строение и типы семезачатков, двойное оплодотворение. Развитие формирование семени, типы семян.
классификации соцветий, разнообразие ботрических и цимозных соцветий, эволюция.
развитие плода, строение околоплодника, метаксении.
Типы плодов. Генетическая классификация.
Распространение семян и плодов в природе.
Удельный вес проводимых интерактивных занятий составляет 42 % аудиторных занятий (10 час. лекций, 20 час. лабор. занятия).
V. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации но итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Курс «Избранные главы систематики высших растений» предусматривает выполнение лабораторных работ в объеме 36 часов.Требования к оформлению лабораторных работ:
Каждое лабораторное занятие отображается в альбоме по следующей схеме – 1. тема лабораторного занятия 2. название изучаемого объекта (русское и латинское) 3. рисунки, сопровождающиеся необходимыми обозначениями Цель работы: Ознакомиться разнообразием типов устьичного аппарата, трихом и типами опушения.
Материалы и оборудование: свежие и гербаризированные листья растений, микроскопы, препаровальные иглы, предметные и покровные стекла, стаканчики с водой, пипетки, пинцеты, салфетки, фильтровальная бумага.
Ход работы:
1. Приготовить препараты эпидермы разных растений.
2. Рассмотреть под микроскопом трихомы эпидермы. Определить их типы.
3. Рассмотреть и определить тип устьичного аппарата у каждого объекта.
4. По взаимному расположению волосков сделать вывод о типе опушения.
5. Сделать рисунки и необходимые обозначения к ним.
По каким признакам выделяются типы устьичного аппарата?
Что общего и какая разница в типах устьичного аппарата злаков и гвоздичных?
Какие типы устьичного аппарата свойственны папоротникам?
Приведите признаки примитивности устьичных аппаратов. В каких группах растений они четко выражены?
5. На чем основана классификация трихом?
6. Назовите возможные типы опушения. Какие признаки лежат в основе типологии?
Особенности элементов древесины и выяснение диагностических признаков Цель работы: выяснить особенности элементов, входящих в состав ксилемы и диагностические признаки древесины древесных растений.
Материалы и оборудование: мацерированный материал древесины разных растений, готовые микропрепараты древесины разных растений, микроскопы, препаровальные иглы, предметные и покровные стекла, стаканчики с водой, пипетки, пинцеты, салфетки, фильтровальная бумага, спиртовой раствор флороглюцина, концентрированная соляная кислота.
Ход работы:
1. Рассмотреть мацерированный материал древесины сосны и липы. Найти элементы, ее составляющие. Установит их признаки.
2. Рассмотреть под микроскопом срезы древесины разных направлений.
3. Выявить диагностические признаки, необходимые для определения пород деревьев по древесине.
4. Сделать рисунки и необходимые обозначения к ним.
1. Чем отличается ксилема голосеменных и покрытосеменных растений?
2. По каким признакам можно говорить о разнообразии древесины цветковых 3. Что означают понятия «кольцесосудистая древесина», «рассеянносусудистая древесина»? Каковы эволюционные взаимоотношения?
4. Назовите типы сердцевинных лучей, по каким признакам они классифицируются?
5. Назовите основные диагностические признаки для определения пород по древесине.
Цель работы: определить понятие центрального цилиндра и выяснить признаки классификации типов центрального цилиндра.
Материалы и оборудование: готовые микропрепараты стеблей разных растений, фиксированный растительный материал, микроскопы, препаровальные иглы, предметные и покровные стекла, стаканчики с водой, пипетки, пинцеты, салфетки, фильтровальная бумага, спиртовой раствор флороглюцина, концентрированная соляная кислота.
Ход работы:
1. Рассмотреть поперечные срезы стеблей растений (готовые микропрепараты и собственного приготовления): моховидные, плановидных, хвощевидных, папоротниковидных, голосеменных и покрытосеменных.
2. Рассмотреть поперечные срезы главного и придаточных корней цветковых растений.
3. Выявить диагностические признаки, необходимые для определения типов центрального цилиндра разных групп растений.
4. Назвать выделенные типы, установить пути эволюционных преобразований.
5. Сделать рисунки каждого типа центрального цилиндра и необходимые обозначения к ним.
Что такое центральный цилиндр? Когда появилось учение о стели?
Каковы пути эволюционных преобразований? В связи с чем они возникли?
Каковы типы центрального цилиндра высших споровых растений? Показать на конкретных примерах.
Разнообразие центрального цилиндра цветковых растений.
Разнообразие и диагностические признаки разных жизненных форм травянистых Цель работы: выяснить основные признаки жизненных форм и научиться их определять.
Материалы и оборудование: гербарные образцы травянистых растений разных жизненных форм, бинокулярные микроскопы.
Ход работы:
1. Рассмотреть гербарные образцы растений разных жизненных форм.
2. Определить типы побегов в побеговой системе и их основные особенности.
3. Определить тип корневой системы предложенных образцов.
4. На основании совокупности признаков побеговой и корневой систем сделать выводы о жизненных формах предложенных растений.
5. Сделать схемы каждого типа жизненной формы и необходимые обозначения к ним.
1. Как классифицируются побеги по особенностям роста?
2. Какое значение имеет ритм развития при классификации побегов?
3. Что такое «нарастание побегов»? По каким признакам можно говорить о его разнообразии?
4. Что называется жизненной формой?
5. В чем сходство и принципиальные отличия между корневищными жизненными 6. Назовите конкретные признаки разных жизненных форм.
Разнообразие моделей побегообразования. Соотношение моделей и жизненных форм.
Цель работы: выявить основные признаки моделей побегообразования.
Материалы и оборудование: гербарные образцы травянистых растений разных жизненных форм.
Ход работы:
1. Рассмотреть гербарные образцы растений разных жизненных форм и моделей побегообразования.
2. Установить особенности побеговой системы и типа нарастания для каждой из моделей побегообразования.
3. Найти примеры соотношений жизненных форм и моделей побегообразования.
4. Сделать схемы каждого типа моделей побегообразования и необходимые обозначения к ним.
5. Записать возможные жизненные формы в каждом типе моделей.
1. Что такое «модель побегообразования»?
2. Какие модели побегообразования травянистых растений известны в настоящее 3. По каким признакам выделяют варианты в пределах известных моделей?
4. Что можно сказать о соотношении «модель побегообразования – жизненная МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
В ходе самостоятельной работы студентам необходимо самостоятельно ознакомится с анатомическими и морфологическими особенностями растений разных систематических групп. Проработать литературу для подготовки докладов по выбранной теме.Темы докладов по избранным главам:
а) Анатомия растений 1. Анатомо-морфологические особенности мхов.
2. Анатомо-морфологические особенности плауновидных.
3. Анатомо-морфологические особенности хвощевидных.
4. Анатомо-морфологические особенности папоротниковидных.
5. Анатомо-морфологические особенности саговниковых.
6. Анатомо-морфологические особенности хвойных.
7. Разнообразие анатомической структуры стебля покрытосеменных.
8. Анатомическая структура в зависимости от экологических условий.
9. Разнообразие анатомической структуры корня покрытосеменных.
10. Разнообразие анатомической структуры корней высших споровых растений.
б) Морфология растений 1. Почка. Разнообразие почек. Эволюция структуры почки и положения на побеге.
2. Особенности ритма развития побегов.
3. Разнообразие побегов в пределах побеговой системы.
4. Понятие о жизненной форме. Классификация жизненных форм растений.
5. Разнообразие жизненных форм деревьев.
6. Разнообразие жизненных форм кустарников.
7. Разнообразие жизненных форм травянистых многолетников.
8. Корреляции в теле растений.
9. Модели побегообразования травянистых растений нашей флоры.
10. Модели побегообразования древесных растений.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №
1. Назовите типы устьичного аппарата, где замыкающие клетки имеют одну сопутствующую или сопутствующих нет совсем.Каковы особенности анатомической структуры хвощей?
Как подразделяется ксилема по направлению дифференциации?
Что означает термин «рассеяннососудистость». Эволюционное положение.
Назовите типы устьичного аппарата, где замыкающие клетки имеют две или три сопутствующих.
6. Каковы особенности анатомической структуры папоротников?
7. Трахеиды. Их разнообразие.
8. Что означает термин «кольцесосудистость». Эволюционное положение. Примеры.
9. Назовите типы устьичного аппарата, где сопутствующих клеток больше трех.
10.Каковы особенности анатомической структуры плаунов?
11.Типы поровости проводящих элементов ксилемы.
12.Заболонные породы. Расшифровка понятия. Примеры.
13.Назовите типы устьичного аппарата по происхождению. Чем они отличаются?
14.Каковы особенности анатомической структуры мхов?
15.Особенности дифференциации проводящих элементов ксилемы.
16.Ядровые породы. Расшифровка понятия. Примеры.
17.Назовите типы устьичного аппарата по способу открывания устьиц.
«