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.

Растения семейства бобовых относятся к порядку бобовоцветные (который нередко называют «бобовые», из-за чего возникает путаница). Бобовоцветные - большая общность двудольных растений, имеющих плод боб. Немало видов бобовых издавна используется человеком в пищу благодаря своим вкусовым и питательным свойствам: горох, нут, фасоль, маш, арахис, чечевица и многие другие. Старая «дружба» человека с бобовыми отражена в сказках, - например, в английской сказке «Джек и бобовый стебель» о мальчике, который взобрался по стеблю волшебных бобов до самого неба. А на картине фламандского художника Якоба Йорданса изображен народный обычай выборов «бобового короля», - и запеченный в пироге боб в этот день символизировал ни много ни мало вифлеемскую звезду!

Бобовые или мотыльковые - семейство растений в порядке бобовоцветные. Свое забавное название растения эти получили благодаря тому, что венчик цветка напоминает бабочку, мотылька. Жизненные формы бобовых разнообразны. Это могут быть деревья (акация, бобовник, робиния, каштаноспермум, глициния), кустарники (софора, желтая акация, метельник, ракитник), травы (донник, козлятник, дрок, солодка, чина, лядвенец) и лианы (канавалия).

Типичными представителями бобовых в средней полосе России являются вика, чина, донник, клевер, люцерна. Растения рода астрагал (травы, небольшие кустарники) растут в горах Закавказья, в Средней Азии. Они имеют непарноперистосложные листья, кисть с фиолетовыми, красно-розовыми или желтыми цветками. Часто встречается в нашем регионе желтая акация, чья родина Алтай. Ее характерная особенность - треск во время раскрытия зрелых бобов. В южных областях растет белая акация (родина которой - Северная Америка), в дни ее цветения вокруг разливается сильный тонкий аромат. Необычным представителем бобовых является верблюжья колючка - одно из немногих растений, выносящих жизнь в пустыне. Влагу верблюжья колючка добывает из глубоких слоев почвы, благодаря своему длинному корню, проникающему на 15–20 метров.

Общие признаки и разнообразие растений семейства мотыльковые

1. Большинство растений опыляются насекомыми, но встречается и самоопыление - у гороха, астрагалов, чечевицы, некоторых видов люпина.

2. Как идет опыление? Нектар находится у основания пестика, насекомое, добираясь туда, пачкает брюшко пыльцой с пыльников. Далее всё это богатство переносится насекомым на пестики других растений.

3. Если у гороха срастаются девять тычинок из десяти, то у люпина - все десять.

4. Листья мотыльковых с прилистниками, почти всегда сложные - при этом могут быть как парноперистосложными (горох, душистый горошек), так непарноперистосложными, как у астрагала. У клевера листья тройчатосложные, а у люпина пальчатосложные.

Хорошо всем известным, характерным представителем семейства мотыльковых является горох . Давайте рассмотрим его особенности.

1. Однолетнее растение со стержневым корнем, на котором возникают бактериальные клубеньки. Именно благодаря симбиозу с бактериями горох способен насыщать почву азотом - значит, он является хорошим предшественником для посадки других растений.

2. Неприхотлив и морозоустойчив, выдерживает заморозки, до –5 градусов. При этом требователен к влаге.

3. Высокопитательный, плоды гороха содержат много белка, бета-каротина, магния, кальция, фосфора, калия.

4. Лист гороха парноперистосложный, из его вершины растет длинный усик, которым растение хватается за любые опоры, так сам по себе стебель слабый и не способен держаться вертикально. У основания листа находятся крупные, выразительные зеленые прилистники.

5. Формула цветка Ч(5) Л1.2.(2) Т(9).1 П1. Скобки используются для обозначения сросшихся частей цветка. Положение пяти лепестков таково: верхний большой лепесток, торчащий отдельно - это парус, в центре два сросшихся лепестка - лодочка, наконец два боковые, среднего размера - весла.

6. Тычинок у цветка гороха десять, причем девять из них сросшиеся тычиночными нитями, одна свободная.

7. Соцветие гороха - одноцветковая или двухцветковая кисть (как, например, у донника или люпина). Но соцветия у бобовых могут быть совершенно разные по строению, чаще всего, помимо кисти, встречаются головка и метелка.

8. Плод гороха - боб, в котором прячутся семена (горошины), не имеющие эндосперма.

Многочисленное семейство Мотыльковые распространено в широтах с умеренным или тропическим климатом. К нему относятся зелёные растения с узнаваемыми цветками.

Описание и значение

Мотыльковые или Бобовые - подсемейство и семейство покрытосеменных или цветковых растений. Относятся к классу Двудольные. Насчитывает около 18 тысяч видов. Распространены однолетние (фасоль) и многолетние (клевер) травянистые представители семейства. Реже встречаются кустарники (жёлтая акация) и деревья (африканское розовое дерево).

Рис. 1. Жёлтая акация.

Некоторые виды бобовых растений культивируются в качестве пищи или сырья для лекарственных средств. Примеры растений для разных нужд:

• пищевые - использование в рационе человека - чечевица, бобы, горох, фасоль, соя, арахис;
• кормовые - прокорм для скота - клевер, люпин, люцерна, вики, верблюжья колючка;
• лекарственные - производство микстур и таблеток от кашля, гипертонии, запора, глистной инвазии - солодка, донник жёлтый, сферофиза, термопсис;
• технические - производство лаков, масла, клея (дрок красильный), а также инсектицидов (деррис, софора, лонхокарпус);
• декоративные - облагораживание жилых мест - акация, глициния, душистый горошек.

Многие представители семейства являются отличными медоносами, из нектара получается ароматный мёд.

Морфология

Характерный отличительный признак мотыльковых растений - венчик мотылькового типа. Лепестки частично срощенные, образуют несимметричный венчик и напоминают мотылька или лодочку. Выделяют парус или флаг (крупный лепесток), вёсла или крылья (боковые) и лодочку или киль (сросшиеся).

Такое устройство венчика защищает цветок от неэффективных опылителей - мух и бабочек. Чтобы добраться до нектара следует раздвинуть лепестки, а это под силу более сильным насекомым, например, шмелям. При сборе нектара насекомое садится на лодочку и трётся брюшком о горизонтально расположенные тычинки, собирая пыльцу.

Рис. 2. Цветок в форме мотылька.

Подробная характеристика всех частей мотылькового растения представлена в таблице.

ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой

Рис. 3. Листья с усиками.

На корнях азотофиксирующие бактерии, проникающие из почвы, образуют клубеньки. Бактерии получают из корней органические вещества и воду и снабжают растение азотом. Именно благодаря бактериям Мотыльковые насыщены растительным белком и после отмирания являются отличным азотистым удобрением.

Что мы узнали?

Растения семейства Мотыльковые (Бобовые) отличаются цветками в форме мотыльков, используются в качестве пищи для человека и скота, сырья для медицинских и технических нужд. Растения насыщены азотом и являются богатым источником белка.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 229.

Латинское название - fabaceae или papillionaceae.
Класс двудольные.

Описание. Название этого семейства определяется, как названием плода – боб, так и формой цветка, венчик которого внешне напоминает летящего мотылька. Бобовые растения представлены самыми разными жизненными формами - от крошечных пустынных растений до огромных деревьев и лиан, однако все они объединяются по одинаковым признакам. Их плодом является боб, цветки мотылькового типа, а на поверхности корней расположены клубеньки, образованные с помощью бактерий. Другая характерная особенность бобовых - это способность клубеньковых бактерий фиксировать газообразный азот из атмосферы в дополнение к азоту почвы.

Семейство бобовые объединяет более 17 тыс. видов ценных культурных и дикорастущих растений и подразделяется на три подсемейства: мимозовые, цезальпиниевые и мотыльковые. Его представители адаптированы к любым природным условиям и являются средообразователями внутри многих растительных сообществ, причем древесные и травянистые формы почти одинаково обильны. Наибольшим растением семейства является тропическое твердолиственное бобовое дерево компассия малаккская (koompassia moluccana) высотой 82,4 м. и диаметром ствола 1,49 м.

Бобовые культуры представляют собой растения, которые сильно различаются между собой, как хозяйственным значением , так и биологически, т.е. отношением к влаге, теплу и пище. У некоторых из них семена богаты белком – это пищевые продукты (соя, горох, фасоль, чечевица, арахис и др.). Многие бобовые - кормовые травы (люцерна, клевер, люпин, верблюжья колючка, донник и т.д.), которые являются ценным кормом для животных, как в зеленом, так и в сухом виде. Есть лекарственные бобовые растения (солодка, метельник прутьевидный, термопсис), медоносные (сараделла, пацелия) и даже технические (кроталярия, синегальская акация). Двадцать три виды бобовых занесены в Красную книгу России.

В тканях корней мотыльковых обитают очень подвижные клубеньковые бактерии величиной от 0,5 до 3 мкм. После проникновения внутрь корневого волоска они вызывают интенсивное деление его клеток, в результате чего появляется небольшое разрастание - клубенек. Растения получают от бактерий необходимое количество соединений азота, а те, в свою очередь, получают от растения жизненно важные органические вещества.

Все растения семейства бобовых, как правило, имеют сложные листья: у люпина они пальчатосложные, у фасоли, сои и клевера - тройчатосложные, у гороха – парноперистосложные, и у белой акации - непарноперистосложные. Расположение листьев очередное. У их основания находятся неплохо развитые парные прилистники в виде или зеленых листьев (горох), или колючек (белая акация).

Цветок бобовых неправильный и состоит из 5 неодинаковых лепестков, получивших определенные названия. Самый крупный, называется парус, пара соседних, более узких и расположенных симметрично - это весла или крылышки, а два последних, сросшиеся вдоль нижнего края, названы лодочкой, внутри которой в окружении 10 тычинок помещен пестик. Все цветки бывают одиночными или собранными в соцветия: кисть (люпин, горох), головку (клевер) или простой зонтик (лядвенец). Их количество в соцветии бывает разное, вплоть до одного, но тогда достаточно большого размера. Формула цветков мотыльковых: Ч (5) Л 1+2+(2) Т 1+(4+5) П 1 или Са (5) Сo 1+2+(2) А 1+(4+5) G 1

Плод бобовых , называемый боб, а в народе – стручок, обладает особым строением и развивается из единственного плодолистика. Он представляет собой некий одногнездный плод с двумя створками, к внутренней части которых прикреплены семена. У некоторых видов мотыльковых (односемянные) бобовое зернышко лишь одно, у большинства других (многосемянные) – их несколько. При созревании плоды раскрывается по одному (для представителей подсемейства цезальпиниевыех) или двум швам. Бобы бывают самой разнообразной формы и размеров. Самый крупный, достигающий в длину до 1,5 м, - у эптады лазящей (Enlacia scaridens). Он одновременно является и самым большим в мире.

Распространение. Растения семейства мотыльковых произрастают на всех континентах от тропиков до полярных островов и в разных природных зонах от пустынь до влажных лесов и болот. В большинстве стран умеренно теплого, тропического и бореального климатов они составляют основную часть местной флоры. Лишь в местах с холодным климатом доля их участия сравнительно не велика. Представители бобовых великолепно приспособились к дефициту влаги на неплодородных глинистых почвах, подвижных песках и даже способны подниматься в горы на высоту до 5 тыс. метров. Во влажных тропиках и субтропиках они нередко входят в состав лесов, как основные породы.

Размножение мотыльковых характеризуется типом опыления и большим разнообразием способов распространения семян. Многие зерновые бобовые культуры (горох, соя, фасоль, некоторые виды люпина и др.) относятся к самоопылителям. У них опыление происходит цветами одного растения. При полном созревании пыльцы пыльник тычинки лопается, и она разносится насекомыми или ветром.

Важнейшую роль в процессе перемещения бобовых зерен играют ветер и вода. Крыловидные выросты позволяют иногда плодам свободно планировать на десятки метров, как у тропического дерева компассии малаккской. Разнообразные выросты или крохотные шипы, выполняющие роль зацепок, способствуют расселению растений животными. Также известны факты, когда зрелый плод растрескивается, вскрываясь двумя створками. В этот момент створки одновременно с силой закручиваются, разбрасывая семена на метр от родительскою растения. При благоприятных условиях хранения семена бобов даже спустя десятилетие способны дать отличную всхожесть.

Семейство мотыльковые (часть 1)

Мотыльковые входят в порядок бобовых (Leguminosae), насчитывающий до 12 тыс. видов растений. К этому обширному порядку, кроме мотыльковых, относятся семейства цезальпиниевые (Cesalpinaceae) и мимозовые (Mimosaceae), отличающиеся от мотыльковых строением цветка.

Растения, относящиеся к семейству мотыльковых (Papilionaceae), - широко распространены по всему земному шару и имеют исключительно важное значение в сельском хозяйстве. Мотыльковых известно около 7000 видов. Многие из них возделываются как растения пищевые, кормовые, лекарственные, технические, медоносные. Среди них встречаются крупные деревья, кустарники, многочисленные травы и лианы. Наиболее характерный для них признак - строение цветка с мотыльковым венчиком, состоящим из паруса, двух весел и двухлепестной лодочки. Преобладает перекрестное опыление пчелами и шмелями.

Некоторые из мотыльковых, возделываемые человеком (горох, вика и др.), приспособились к самоопылению. Листорасположение очередное, листья сложные - то тройчатые, то пальчатые, то перистые с прилистниками, редко листья простые, например у дрока и верблюжьей колючки. Цветки в кистях или в головках неправильные, мотылькового типа, тычинок 10, редко 5, сросшихся нитями в трубочку (однобратственные) или чаще имеющих одну тычинку свободную (двубратственные). Пестик один, с одногнездной завязью или разделенный ложными перегородками. Плод - боб односемянный или многосемянный, раскрывающийся или нераскрывающийся. Все мотыльковые растения азотособиратели, на корнях имеют клубеньки. С помощью бактерий, поселяющихся в корневых клубеньках, мотыльковые используют азот воздуха для образования белковых веществ. Корни стержневые, глубоко распространяющиеся.

Мотыльковые произрастают в диком состоянии на лугах, а многие из них возделываются.

Приводим описание некоторых мотыльковых (бобовых), имеющих значение в сельском хозяйстве.

Боб обыкновенный (Faba vulgaris) - однолетнее растение с прямостоячими стеблями, высотой 50-100 см и больше. Листья парноперистосложные, состоящие из 2-3 пар крупных эллиптических листочков, заканчивающиеся вместо усика нитевидным острием (рис.1, I). Цветки сидят по 2-6 в пазушных кистях. Цветки крупные, с белыми венчиками, имеющими на веслах черные пятна. Бобы крупные, почти цилиндрические, торчат вверх, покрыты волосками. Стенки плодов мясистые, несколько вздутые, при созревании семян кожистые. Семена овощных бобов (Faba vulgaris var. major) крупные, широкие, плоские, имеют черную, коричневую и белую окраску. Семена полевых, или кормовых, бобов (Faba vulgaris var. minor) имеют более округлую форму и чаще коричневую окраску, хотя встречаются черного и серого цвета. Семена кормовых бобов используют для сдабривания более грубых кормов. Также распространены посевы бобов на силос.

Рис.1. Мотыльковые (бобовые).
I - боб обыкновенный : 1 - цветущий побег и корень; 2 - лист и плоды - бобы; 3 - цветок;
4 - чашечка; 5 - части венчика - парус, весла, лодочка; 6 - тычинки и пестик; 7 - пестик; 8 - двубратственные тычинки (в развернутом виде). II - горох посевной : 1 - цветущий побег; 2 - цветок; 3 - цветок в разрезе; 4 - пестик; 5 - двубратственные тычинки, 6 - плод (боб раскрытый).

Горох посевной (Pisum sativum) - однолетник с тонкими цепляющимися стеблями, имеющими высоту 30-150 см. Листья сложные, парноперистые, с 2-4 парами овальных листочков, на конце с ветвистым усиком. При основании листьев сидят крупные прилистники полусердцевидно-яйцевидной формы. Все растение голое. Цветки чаще белые, крупные, сидят по одному или по два на пазушных коротких цветоносах (рис.1, II). Чашечка с пятью зубчиками. Тычинки двубратственные. Тычиночная трубка на верхнем крае ровная, отчего нити тычинок имеют одинаковую длину. Столбик изогнут, рыльце бородатое на верхней стороне. Горох - растение самоопылитель. Бобы сплюснутые, многосемянные, семена шаровидные, светло-желтые. При прорастании семян семядоли остаются в земле.

На легких песчаных почвах возделывают полевой горох, или пелюшку (Pisum arvense), цветки ее имеют фиолетовую и красную окраску. Семена угловатые и окрашены в более темные цвета, например в серый, бурый и черный. Семена пелюшки более грубые, поэтому ее относят к кормовым культурам, употребляемым для сдабривания кормов и зеленой силосной массы.

Из мотыльковых растений, возделываемых на семена, упомянем чечевицу (Lens esculenta), также богатую белковыми веществами и растворимыми углеводами.

Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris) - однолетнее растение высотой 30-60 см, возделывается как салатное растение (спаржевая фасоль) и на семена, которые богаты белковыми веществами. Стебли большей частью вьющиеся, с крупными тройчатыми листьями, складывающимися на ночь. Цветки расположены парами в пазушных кистях. Цветоносы короче листьев, немногоцветковые. Цветки типичные мотыльковые. Чашечка двугубая, причем верхняя губа с двумя, а нижняя с тремя зубчиками. Венчик чаще белый. Парус снабжен двумя придатками. Тычинки двубратственные. Пестик с бородатым столбиком, закрученным спирально вместе с тычинками и лодочкой. Боб многосемянный, длинный, с белыми (или иной окраски) семенами. Семена при прорастании выносят семядоли на поверхность.

Фасоль огненно-красная (Phaseolus coccineus) - крупное вьющееся растение, с ярко-красными цветками. Этот вид используется только как декоративное растение, семядоли при прорастании остаются в земле.