§ 31. Разнообразие двудольных растений. Семейство Бобовые

Определения и обозначения

Семейство Бобовые — семейство двудольных растений, для которого характерны цветки особого строения и плод боб. Двудольные обычно имеют две семядоли в семени, сетчатое жилкование листьев и стержневой корень. Чтобы определить семейство, сравнивают несколько признаков растения, а не полагаются только на один.

Мотыльковый венчик — венчик цветка бобовых, состоящий из паруса, двух вёсел и лодочки. Это не просто название: части венчика различаются по форме и расположению. Их строение помогает понять, как цветок взаимодействует с насекомыми-опылителями.

Боб — плод, раскрывающийся двумя створками; семена расположены внутри на створках. Он развивается из завязи одного пестика после опыления. По месту прикрепления семян боб можно отличить от похожего плода — стручка.

Клубеньковые бактерии — бактерии, живущие на корнях бобовых в клубеньках и участвующие в обеспечении растений соединениями азота. Клубеньки образуются при взаимодействии корня и бактерий, а не являются обычными частями растения. Благодаря этому взаимодействию бобовые важны для почвы и сельского хозяйства.

Как это устроено

Двудольное растение обычно можно узнать по сочетанию признаков: у его зародыша две семядоли, жилки листа образуют сетку, а корень часто имеет главный стержень с боковыми ответвлениями. Но отдельный признак может встречаться и у растений других групп. Поэтому принадлежность к семейству определяют по совокупности особенностей: строению цветка и плода, листьев и других органов. Такой подход надёжнее, чем вывод только по внешнему сходству.

У многих бобовых цветок устроен так, что его лепестки образуют парус, два весла и лодочку. Парус заметен издали, боковые лепестки прикрывают нижнюю часть цветка, а лодочка окружает его важные для размножения части. Когда насекомое садится за нектаром, оно касается цветка и может перенести пыльцу на другой цветок. Поэтому форма венчика связана с опылением насекомыми, а не только с украшением растения.

После попадания пыльцы на рыльце пестика происходит опыление, и из завязи развивается плод с семенами. У бобовых это боб: при созревании он раскрывается двумя створками, а семена остаются прикреплёнными к ним. Стручок тоже может раскрываться створками, но у него семена прикреплены к внутренней перегородке. Значит, для различения важны не только форма и раскрывание, но и место, где держатся семена.

На корнях многих бобовых живут клубеньковые бактерии. Растение и бактерии связаны: корень предоставляет им место для жизни, а бактерии участвуют в превращении азота в соединения, которые растение может использовать. Азот необходим для роста, поэтому такое сотрудничество помогает бобовым получать важное питание. После выращивания этих культур их роль учитывают при планировании посевов и поддержании плодородия.

К бобовым относятся культурные растения, например горох и фасоль, а также клевер и люпин. Горох и фасоль употребляют в пищу, клевер выращивают как корм для животных, а некоторые бобовые используют в декоративных посадках. Растительные остатки и взаимодействие корней с бактериями делают бобовые полезными в земледелии. Поэтому их включают в севооборот — чередование культур на одном участке.

Признаки и значение растений семейства Бобовые

Сравнивайте в таблице строение растения и его практическое значение. Если нужно определить семейство, начните с цветка и плода, а корни и примеры используйте как дополнительные подсказки. У одного растения могут быть сразу несколько полезных человеку свойств.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке показаны цветок гороха и его плод. Назовите признаки, по которым растение можно отнести к семейству Бобовые.

1. Сначала рассмотрим цветок: ищем крупный парус, два боковых весла и лодочку.
2. Затем проверяем плод: у гороха он раскрывается двумя створками, а семена прикреплены к створкам.
3. Сопоставляем признаки. Цветок мотылькового типа и плод-боб вместе позволяют отнести растение к бобовым.

Ответ: горох относится к бобовым, потому что у него мотыльковый венчик и плод-боб. Для определения использованы два признака, а не один внешний вид цветка.

Задача 2. У фасоли плод раскрывается двумя створками, а у другого растения — двумя створками с перегородкой, к которой прикреплены семена. Какой плод относится к бобу?

1. Оба плода раскрываются створками, поэтому одного этого признака недостаточно.
2. Проверяем место прикрепления семян: у фасоли они расположены на створках, а в другом плоде — на перегородке.
3. Учитываем отличительный признак: семена на створках характерны для боба, семена на перегородке — для стручка.

Ответ: плод фасоли — боб. Плод с семенами, прикреплёнными к перегородке, — стручок.

Задача 3. На корнях клевера обнаружены небольшие клубеньки. Объясните, какую роль они могут играть и почему клевер полезен в севообороте.

1. Клубеньки на корнях бобового растения указывают на место жизни клубеньковых бактерий.
2. Бактерии участвуют в обеспечении растения соединениями азота, которые необходимы для роста.
3. Поэтому клевер полезно чередовать с другими культурами: бобовые помогают поддерживать плодородие участка.

Ответ: в клубеньках живут бактерии, связанные с корнем клевера. Благодаря их деятельности клевер важен для севооборота и поддержания плодородия почвы.

Типичные ошибки

Ошибочно считать бобом любой плод, внутри которого есть семена. Такое сходство сбивает с толку, потому что у многих плодов семена находятся внутри. Проверьте, образовался ли плод из одного пестика и раскрывается ли он двумя створками, на которых расположены семена.

Боб часто путают со стручком: оба плода могут раскрываться створками. Причина путаницы — внешнее сходство, поэтому нужно рассмотреть внутреннее строение. Если семена прикреплены к створкам, это боб; если к перегородке — стручок.

Называть все лепестки мотылькового венчика одинаковыми — неточно. Хотя все они относятся к венчику, их форма и положение различаются. Проверьте себя: назовите один парус, два весла и лодочку, а не просто несколько одинаковых лепестков.

Клубеньки на корнях иногда принимают за части самого растения. Они действительно находятся на корне, поэтому их легко счесть его собственными утолщениями. Но в клубеньках живут бактерии: запомните, что это место их взаимодействия с растением, а не отдельный орган корня.

Связь с другими темами

Для изучения бобовых нужно вспомнить признаки двудольных растений и строение цветка и плода. Знание частей цветка помогает разобраться в опылении, а понимание развития плода — в образовании семян. Связь корней с бактериями показывает, как взаимодействуют организмы.

Тема пригодится при изучении сельского хозяйства: чередование культур называют севооборотом. Бобовые в нём помогают учитывать плодородие почвы и потребности разных растений. Так ботанические признаки связываются с практикой выращивания культур.

Что запомнить

• Бобовые — семейство двудольных растений.
• Для многих бобовых характерен мотыльковый венчик.
• Плод боб раскрывается двумя створками.
• На корнях многих бобовых живут клубеньковые бактерии.
• Горох, фасоль, клевер и люпин относятся к бобовым.
• Бобовые используют как пищевые, кормовые и декоративные растения.