close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

251.Органография высших сосудистых растений учеб.-метод. пособие для самостоят. работы студентов агрон. специальностей Воронеж. гос. аграр. ун-т [авт.-сост. Н.Н. Назаренко, А.В. Никулин] . ВГАУ, 2012 . 34 с. табл. Библиогр. с. 31 - 32

код для вставкиСкачать
Министерство сельского хозяйства РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный аграрный университет
имени императора Петра I»
Кафедра ботаники, защиты растений, биохимии и микробиологии
ОРГАНОГРАФИЯ
ВЫСШИХ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ
Учебно - методическое пособие
для самостоятельной работы студентов
агрономических специальностей
Воронеж
2012
Назаренко Н.Н., Никулин А.В Органография высших сосудистых растений: учебно - методическое пособие.–Воронеж: ФГБОУ ВПО ВГАУ, 2012.
- 35 с.
Рецензент: Павлюк Н.Т. – доктор сельскохозяйственных наук, профессор
кафедры селекции и семеноводства ВГАУ.
Рекомендовано к изданию кафедрой ботаники, защиты растений, биохимии
микробиологии (протокол № 7 от 26.01.2012 г.), методической комиссией
факультета агрономии, агрохимии и экологии (протокол № 09.02.2012 г.).
В настоящем пособии представлены методические указания по изучению крупного раздела ботаники (органография высших сосудистых растений). В пособии каждая предложенная тема содержит справочный материал, описание хода лабораторной работы и вопросы для самоконтроля. В
приложении содержатся вопросы к модулям, темы индивидуальных работ
и ссылки на соответствующие литературные источники.
Рекомендовано для студентов агрономических специальностей.
2
Оглавление
Раздел 1. ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ ...............................4
Тема 1. КОРЕНЬ............................................................................................4
Вопросы для самоконтроля ..........................................................................8
Тема 2. ПОБЕГ ..............................................................................................9
2.1 СТЕБЕЛЬ ............................................................................................10
Вопросы для самоконтроля ........................................................................15
2.2 ЛИСТ ..................................................................................................15
Вопросы для самоконтроля ........................................................................19
Раздел 2 ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ ..............................20
Тема 3. ЦВЕТОК .........................................................................................20
Вопросы для самоконтроля ........................................................................25
Тема 4. СЕМЯ..............................................................................................26
Вопросы для самоконтроля ........................................................................27
Тема 5 ПЛОД...............................................................................................27
Вопросы для самоконтроля ........................................................................29
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА .......................................................31
ПРИЛОЖЕНИЕ ...........................................................................................33
3
Раздел 1 ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ
Тема 1. КОРЕНЬ
Орган - часть организма, имеющая определенное строение и
выполняющая характерные функции. Основными вегетативными органами
сосудистых растений являются корень и побег. Побег, в свою очередь,
подразделяется на стебель (ось побега), лист и почку.
Низшие растения – водоросли – имели просто устроенное
вегетативное тело (таллом), не дифференцированное на ткани. При выходе
растений на сушу их тело оказалось в двух существенно различающихся
средах (воздушной и почвенной). Контрастные условия окружающей
среды были основной движущей силой адаптивной специализации
растений, т. е. часть вегетативного тела высших растений, находящаяся в
почве, приспособилась к обеспечению процесса водоснабжения и
минерального питания и постепенно превратилась в корневую систему, а
надземная часть, обеспечивающая процесс фотосинтеза, впоследствии
стала побегом.ОДУ
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОРНЯ
- вегетативный орган высших растений, служащий для
прикрепления к субстрату, поглощения из него воды и минеральных веществ. Кроме того, корень может выполнять функции запасания, синтеза
различных веществ, взаимодействия с другими организмами (бактериями и
грибами). Корень обладает, как правило, цилиндрической формой,
радиальной симметрией и неограниченным ростом, потому что содержит
апикальную меристему.
Строение корня зависит от его возраста. У всех растений молодые
корневые окончания имеют единый план строения и включают следующие
зоны: деления, растяжения, поглощения и проведения.
На кончике корня располагается апикальная меристема, обеспечивающая рост корня в длину и образующая зону деления. Ее длина составляет в среднем 1–5 мм. В точке роста корня находятся инициальные клетки, которые дают начало всем другим клеткам. Из промеристемы конуса
нарастания образуется три меристемы: дерматоген, периблема, плерома,
их деятельность приводит к образованию первичного строения корня.
Снаружи конус нарастания покрыт корневым чехликом, который
выполняет защитную функцию и облегчает продвижение корня в почве.
Следом за зоной деления находится зона растяжения. В ней объем
клеток корня увеличивается за счет появления больших вакуолей.
Выше расположена зона всасывания (зона корневых волосков),
клетки которой прекращают рост и начинают дифференциацию. Всасывание воды и минеральных веществ осуществляется особой специализироЛКорень
4
ванной эпидермальной тканью - ризодермой. Здесь образуется множество
корневых волосков. Развитие корневых волосков во много раз увеличивает
поверхность поглощения. Вода и минеральные соли передвигаются через
первичную кору в центральный цилиндр, который на уровне зоны поглощения имеет полностью сформированные проводящие ткани.
Зона проведения обладает хорошо развитой проводящей тканью и
передает почвенные растворы выше по органу к стеблю.
ТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ. РАЗМНОЖЕНИЕ
Типы корневых систем
Корневая система – это совокупность всех корней одного растения.
В состав корневых систем могут входить корни различной
морфологической природы. Среди них выделяют:
• главный корень, развивается из зародышевого корешка;
• боковые корни, всегда возникают на корне и образуются обычно в
зоне проведения из перицикла;
• придаточные корни, возникают на стеблях, листьях из меристем,
сердцевинных лучей и других тканей.
Существует несколько классификаций корневых систем, каждая из
них основывается на различиях самих корней:
• стержневая – состоит из развитого главного и боковых корней.
Такой тип корневой системы характерен для голосеменных и
покрытосеменных двудольных растений;
• мочковатая – главный корень закладывается, но рано отмирает
или вообще не развивается, а корневая система представлена
придаточными корнями. Характерен такой тип корневых систем для
однодольных растений.
Видоизменения корней
Помимо основных функций корни могут выполнять некоторые
другие, при этом происходит видоизменение корней, их метаморфозы.
Метаморфоз - это резкое, наследственно закрепленное
видоизменение органа, вызванное сменой функции. Метаморфозы корней
могут быть разнообразными: запасающие, корни-присоски, дыхательные,
ходульные, досковидные корни и т.д. В природе широко
распространенными метаморфозами являются разросшиеся главные корни
растений, образующие вместе с нижней частью стеблей - корнеплоды.
Запасные продукты (крахмал, сахара) корнеплодов могут откладываться в
паренхиме вторичной коры (н-р: морковь, петрушка) или в паренхиме
древесины (н-р: редька, репа, редис). Утолщенные придаточные корни
некоторых видов растений образуют корневые клубни (шишки) (георгин,
чистяк, любка).
5
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОРНЯ
Первичное строение корня
Первичное строение корня характерно для молодых корней и корней,
в которых отсутствуют латеральные меристемы (однодольные растения).
Корень снаружи покрывает ризодерма – всасывающая ткань, через клетки
которой происходит поглощение воды и минеральных веществ. Ризодерма
покрыта снаружи тонкими волосками.
Под ризодермой находится первичная кора, выполняющая
защитную, проводящую, запасающую и др. функции. Наружный слой
первичной коры после отмирания корневых волосков и сбрасывания
ризодермы дифференцируется в экзодерму, а из внутреннего слоя
развивается эндодерма.
Функция эндодермы – контроль за проведением веществ. В ней
имеются пропускные клетки, которые осуществляют физиологическую
связь между первичной корой и центральным цилиндром.
В центре корня располагается центральный цилиндр (стела). Он
имеет следующее строение. Сразу под эндодермой находится перицикл –
ткань, образующая боковые корни. Под ним располагаются клетки
прокамбия, которые формируют первичные проводящие элементы
(флоэма и ксилема). На поперечном срезе ксилема выглядит, как звезда,
число лучей которой – от одной (папоротники) до тридцати. Между этими
лучами располагаются участки флоэмы. Такой тип проводящей системы
облегчает поступление растворов в сосуды, т.к. лучи ксилемы подходят к
периферии стелы.
Вторичное строение корня
У двудольных и голосеменных растений наблюдается вторичное
утолщение корня, связанное с деятельностью камбия, перицикла и
феллогена. Оно начинается с закладки участков камбия между лучами
флоэмы и ксилемы. Эти участки имеют вид вогнутых внутрь дуг,
растущих в направлении перицикла. Камбий откладывает внутрь
вторичную ксилему, наружу – вторичную флоэму. Феллоген образуется из
перицикла и начинает откладывать перидерму. Перидерма становится
покровной тканью корня.
Для корней, выполняющих запасающую функцию, возможны
отклонения от нормального вторичного утолщения. Например, у свеклы
закладывается не один, а несколько слоев камбия. Добавочные слои
возникают снаружи центрального цилиндра, вследствие чего образуется
несколько колец проводящих элементов и запасающей паренхимы. Такое
строение корнеплода является третичным.
6
Лабораторная работа №1
Тема: Морфологическое и анатомическое строение корня
Цель занятия: Познакомиться с особенностями анатомического и морфологического строения корня однодольного и двудольного растений и его
метаморфозами.
Материалы и оборудование:
1. Микроскоп.
2. Постоянные препараты "Поперечный срез корня ириса, тыквы и липы".
3. Таблицы: «Типы корней и корневых систем», «Зоны корня», «Анатомическое строение корней», «Метаморфозы корней».
Последовательность работы
Задание 1. Познакомиться с различными типами корневых систем. Сделать зарисовки стержневой и мочковатой корневых систем.
На рисунке обозначить корни: главный, боковые, придаточные. Рисунок подписать.
Задание 2. Познакомиться с различными видоизменениями (метаморфозами) корней. Сделать зарисовки корнеплода и корнеклубней.
На корнеплоде обозначить головку, шейку, собственно корень и хвостик. Рисунок подписать.
Задание 3. Изучить на срезах корнеплодов (редьки, моркови,
свеклы) внутреннее строение видоизмененного главного корня. Зарисовать срезы схематично. Обозначить: древесину, луб, камбий, пробку. Рисунки подписать.
Задание 4. Рассмотреть и зарисовать схематично продольный
разрез кончика корня проросшей зерновки пшеницы. Обозначить зоны
кончика корня: корневой чехлик, зону деления, роста, всасывания и
проведения. Рисунок подписать.
Задание 5. Рассмотреть и зарисовать в виде схемы первичное
микроскопическое строение корня касатика. Обозначить части первичной коры и центрального цилиндра. Рисунок подписать.
Задание 6. Рассмотреть и зарисовать сегмент схемы вторичного микроскопического строение корня тыквы. Обозначить перидерму, первичную и вторичную флоэму, камбий и первичную и вторичную ксилему. Рисунок подписать.
7
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции выполняет корень? Перечислите экологические группы
корней. Приведите примеры растений.
2. Назовите и опишите строение зон молодого корня. Какую функцию
выполняет каждая зона?
3. Перечислите виды корней по происхождению и типы корневых систем. Укажите их отличительные особенности.
4. Перечислите метаморфозы корня. Приведите примеры растений?
5. В корнях, каких растений наблюдается первичное строение? Какое
строение имеет первичная кора и центральный цилиндр?
6. С появлением какой ткани связан переход к вторичному строению?
Какой тип проводящего пучка имеет вторичное строение корня?
7. Третичное строение корня свеклы.
8
Тема 2. ПОБЕГ
Побег – это орган семенных растений, состоящий из оси (стебля) с
расположенными на ней (нем) листьями и почками.
В отличие от корня, побег расчленен на междоузлия и узлы с одним
или несколькими листьями, прикрепленными к каждому узлу.
Типы ветвления осевых органов растений
Ветвление
необходимо
растениям
для
увеличения
фотосинтетической площади и обеспечения организма органическими
веществами. Выделяют несколько типов ветвления: дихотомическое,
моноподиальное и симподиальное.
При дихотомическом ветвлении рост оси осуществляется двумя
инициалями верхушечной меристемы, растущими под углом в разные
стороны. В результате верхушка побега вильчато раздваивается, образуя
две оси второго порядка, и т.д. Оно характерно для плаунов, папоротников
и некоторых голосеменных.
При моноподиальном ветвлении имеется главная ось, возникающая
из зародыша семени. Ее верхушка растет в течение всей жизни. От главной
оси отходят боковые оси второго порядка, дающие оси третьего порядка, и
т. д. У древесных растений при этом типе ветвления возникает полисиммет
ричная крона и прямой, равномерно утолщенный ствол. Моноподиальное
нарастание свойственно почти всем голосеменным (сосна, ель, пихта), некоторым древесным покрытосеменным (клен, ясень) и травянистым растениям (подорожник, одуванчик, донник, ромашка, гравилат).
Симподиальное ветвление возникает из моноподиального, при
этом боковая ветвь перерастает и сдвигает в сторону главную ветвь,
принимает ее направление и внешний вид. Осевой орган растения (ствол,
ветвь) формируется в результате деятельности нескольких верхушечных
меристем. Симподиально нарастают многие древесные (липа, береза,
тополь, ива), многолетние травянистые растения (купена, медуница, злаки,
осоки и др.), кустарнички (брусника, черника, багульник).
Особой формой симподиального ветвления является ложнодихотомическое. При таком типе ветвления апикальная почка отмирает или
образует генеративный побег, а рост продолжают две боковые почки,
супротивно расположенные непосредственно под верхушечной почкой.
Это ветвление встречается у сирени, конского каштана, омелы, многих
гвоздичных.
9
2.1 СТЕБЕЛЬ.
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ
Стебель – это ось побега, имеющая радиальную симметрию, растущая своей верхушкой и образующая в определенном порядке боковые органы: листья, почки и цветки. Главные функции стебля – опорная и проводящая. Кроме них он может выполнять дополнительные функции: запасающую и ассимиляционную. Эти функции определяют наличие в стебле
покровных, хорошо развитых проводящих и механических тканей.
По направлению и способу роста стебли бывают: прямостоячими,
приподнимающимися (клевер луговой), ползучими (клевер ползучий,
костяника, земляника), стелющимися (огурец, кабачок), вьющимися (горец
вьюнковый), цепляющимися (хмель, подмаренник цепкий), лазящими
(горох).
Стебель обычно имеет более или менее цилиндрическую форму и в
поперечном сечении бывает округлым. Однако некоторые семейства или
отдельные виды растений отличаются другой формой стебля. Например,
для семейства губоцветных характерен четырехгранный стебель, для
осоковых – трехгранный, а для злаков - полый (стебель-соломина).
Видоизменения побега
Различают подземные и надземные метаморфозы побега.
Подземные побеги.
Видоизменение типичного побега в подземный орган - корневище,
клубень, луковица - связано с перенесением неблагоприятных погодных
условий, вегетативным размножением и накоплением питательных
веществ.
Корневище по внешнему виду сходно с корнями, но отличается от
них присутствием чешуевидных листьев, в пазухах которых располагаются
почки. Выделяют длиннокорневищные (например, пырей ползучий, купена)
и короткокорневищные (ирис) растения. В корневищах пырея, ландыша и
других видов откладывается много питательных веществ, которые
расходуются весной для образования новых вегетативных органов.
Видоизмененным подземным побегом является – каудекс. Как и
корневище, он служит местом для запасания питательных веществ, но, в
отличие от него, каудекс не отмирает с нижнего конца, а постепенно
переходит в главный корень. Такие образования характерны, к примеру,
для василька, одуванчика, клевера и люцерны.
Луковица имеет редуцированный плоский стебель – донце, на
котором развиваются тесно сближенные сочные листья, запасающие воду
10
и питательные вещества. С нижней стороны донца развиваются
придаточные корни. Наружные листья превращаются в короткие кожистые
чешуи, защищающие внутренние части луковицы. В центре луковицы
находится конус нарастания стебля, окруженный тонкими листочками.
У некоторых растений имеют место промежуточные образования клубнелуковицы (например, у гладиолуса). Питательные вещества у них
откладываются в разрастающемся донце, а листья отмирают целиком.
Клубнями называют верхушечные утолщения побегов, в которых
откладываются органические вещества, преимущественно крахмал.
Подземные клубни возникают на столонах. Столоны образуются при
основании надземных побегов или в почве у таких растений, как
картофель клубненосный, седмичник европейский. Позднее из
верхушечной почке столона развивается клубень, на месте листьев
которого остаются листовые рубцы - бровки. Над бровками находятся
пазушные почки, расположенные в небольших углублениях. Все эти
образования вместе называются глазком. Из глазков посаженного в землю
клубня образуются надземные побеги.
Надземные побеги. Надземные столоны и усы (плети) образуются
у земляники, костяники, у некоторых камнеломок и представляют собой
ползучие, чаще безлистные побеги, способствующие захвату территории и
вегетативному размножению.
Растения, испытывающие недостаток влаги, используют в качеставе
фотосинтезирующего органа видоизмененные уплощенные побеги. Такие
листоподобные побеги – филлокладии встречаются у иглицы и
аспарагуса.
Часть побегов у винограда видоизменяется в усики, с помощью
которых растение цепляется за опору. У дикой яблони, лимона,
боярышника и др. растений имеются колючки побегового происхождения.
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ
Стебель любого растения имеет единый план строения. В нем выделяют следующие топографические зоны: покровная ткань, первичная кора,
центральный цилиндр (стела), который всегда начинается с перицикла и
включает флоэму, камбий, ксилему и сердцевину. Строение центрального
цилиндра у разных видов растений различно. Это связано с различными
типами строения стебля.
Непучковые стебли (ксилема и флоэма располагаются в центральном цилиндре сплошным кольцом) характерны для древесных двудольных
и голосеменных растений.
Стебли пучкового типа (проводящие ткани образуют отдельные
тяжи – проводящие пучки) характерны для травянистых двудольных и однодольных растений.
11
Покровная ткань стебля в зависимости от вида и возраста растения
различна. У травянистых и молодых древесных растений она представлена
первичной покровной тканью – эпидермисом. У древесных растений с возрастом на смену первичной покровной ткани приходит вторичная, представленная пробкой или коркой.
Первичная кора в стебле растений многофункциональна и представлена различными тканями:
1. Колленхима, выполняющая механическую функцию;
2. Коровая паренхима, выполняющая запасающую функцию;
3. Эндодерма, выполняющая барьерную функцию.
Стебель растений может иметь первичное или вторичное строение.
Первичным называется такое строение, при котором все постоянные ткани формируются за счет деятельности первичных образовательных
тканей: верхушечной меристемы и прокамбия. Почти у всех однодольных
растений первичное строение сохраняется в течение всей жизни и у них
отсутствует вторичное утолщение стебля.
Вторичное строение имеют стебли двудольных и голосеменных растений. В нем, кроме первичных образовательных тканей, функционируют
вторичные образовательные ткани: камбий (пучковый и межпучковый) и
феллоген, из клеток которых формируются ткани вторичного происхождения. В стеблях этих растений присутствуют первичные и вторичные ткани.
Первичное строение стебля однодольного растения
Стебель однодольных растений имеет общие особенности строения.
Этим общим особенностям строения отвечает стебель кукурузы:
1. Пучковый тип строения. Пучки распределены беспорядочно по
всему поперечному сечению стебля. Тип пучка - закрытый, коллатеральный.
2. Все ткани в стебле первичного происхождения. Вторичное утолщение отсутствует.
3. В стебле чаще всего отсутствует первичная кора. Сразу под покровной тканью располагается центральный цилиндр, который начинается
со склеренхимы перициклического происхождения.
Вторичное строение стебля двудольных растений
Практически для всех двудольных и голосеменных характерно
вторичное утолщение стеблей. Вторичные изменения в стебле связаны с
деятельностью камбия и феллогена. Возникновение камбия и
интенсивность его работы не одинаковы у травянистых и древесных
растений.
12
Для большинства травянистых двудольных растений характерно
так называемое пучковое строение. В обособленных первичных пучках
сначала возникает пучковый камбий, а затем между прослойками
пучкового камбия появляются перемычки межпучкового камбия.
Пучковый камбий начинает откладывать проводящие элементы, а
межпучковый - паренхиму или механические элементы, вследствие чего
проводящие пучки становятся хорошо различимыми.
Для древесных семенных растений характерен непучковый тип
вторичного утолщения, при котором проводящие пучки настолько
сближены, что образуют три концентрических слоя: древесину (вторичную
ксилему), камбий и луб (вторичную флоэму).
Центральную часть стебля древесных растений занимает сердцевина,
в клетках которой накапливаются запасные питательные вещества.
Снаружи от нее расположена древесина - ткань, в состав которой входят
трахеальные элементы (трахеиды или сосуды), механическая ткань,
паренхима (сердцевинные лучи). По трахеальным элементам вода с
растворенными в ней минеральными веществами передвигается от корней
к листьям.
Между корой и древесиной находится слой образовательной ткани камбий. Деление клеток камбия обеспечивает формирование проводящей
системы (ксилемы и флоэмы).
Деятельность камбия зависит от времени года. Весной камбий
обладает наивысшей активностью и откладывает водопроводящие
элементы с широкими полостями. Летом его активность снижается, и
образуются узкие трахеальные элементы. К осени прекращается его
работа. На поперечном срезе эти слои видны как годичные кольца. По их
числу можно определить возраст растения, а по их ширине - судить о
погодных условиях года.
Снаружи от камбия расположена сложная ткань - вторичная кора.
Внутренняя часть коры - луб - состоит из ситовидных трубок, по которым
передвигаются органические вещества, синтезированные в листьях. В лубе
имеются клетки-спутницы, лубяные волокна, выполняющие механическую
функцию, а также лубяная паренхима, играющая роль запасающей ткани.
Сердцевинные лучи проходят в радиальном направлении от
сердцевины. В лубе сердцевинные лучи расширяются, наподобие воронки
и по ним происходит передвижение веществ в горизонтальной плоскости.
К лубу примыкает запасающая паренхима, за ней следует вторичная
покровная ткань - перидерма. Наружный слой перидермы – пробка,
выполняет защитную функцию. На третий-пятый годы у древесных
растений на поверхности стебля формируется третичная покровная ткань корка.
13
Лабораторная работа №2
Тема: Морфологическое и анатомическое строение стебля
Цель занятия: Познакомиться с анатомическими и морфологическими
особенностями строения стебля однодольных и двудольных растений.
Материалы и оборудование:
1. Микроскоп.
2. Постоянные препараты «Поперечный срез ветки сосны», «Радиальный
срез древесины липы», «Поперечные срезы стебля кукурузы и тыквы».
4. Свежий материал: клубень картофеля, луковица лука.
5. Комнатные растения: иглица, опунция, эхинокактус, аспарагус
перистый, лимон, агава, алоэ.
3. Таблицы: «Морфологические типы стеблей», «Метаморфозы побега»,
«Анатомия стебля кукурузы», «Анатомия стебля подсолнечника», «Анатомическое строение стебля липы».
Последовательность работы
Задание 1. Рассмотреть побеги различных растений. Зарисовать один из них. Обозначить на нем стебель, верхушечную и боковую почку, листовой рубец, пазуху листа, узел, междоузлие. Рисунок
подписать.
Задание 2. Рассмотреть образцы подземных метаморфозов
побега - клубень картофеля, луковицу репчатого лука, корневище пырея или мяты. Зарисовать их, обозначив на каждом рисунке части
побега: стебель (донце у луковицы), видоизмененные листья (чешуи
или листовые рубцы), почки, придаточные корни. Рисунки подписать.
Задание 3. На гербарных образцах рассмотреть надземные
метаморфозы побега - усы, филлокладии, колючки. Зарисовать и обозначить на них части побега. Рисунки подписать.
Задание 4. Рассмотреть и зарисовать поперечный срез стебля кукурузы (Zea mays L.). Обозначить все ткани стебля, указать их особенности строения и функции. Дать полную характеристику проводящего пучка. Указать различие в строении проводящих пучков, расположенных по
периферии и в центре стебля и причины, вызывающие эти различия.
Задание 5. Изучить вторичное микроскопическое строение
стебля травянистого двудольного растения подсолнечника. Обозначить части коры и центрального цилиндра. Рисунок подписать.
14
Задание 6. Рассмотреть и зарисовать поперечный срез ветки липы
(Tilia cordata Mill.). Обозначить зоны стебля и соответствующие им гистологические элементы. Указать особенности их строения и функции.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите типы ветвления побегов? Приведите примеры.
2. Какие морфологические классификации типов стеблей вам известны?
3. Какое строение имеют подземные метаморфозы побега:
а).корневище; б).клубень; в).луковица. Какие функции выполняют эти
метаморфозы? Как доказать их побеговое происхождение?
4. Как определяется возраст дерева? Сколько камбиальных колец в
стволе десятилетнего дуба?
5. Особенности анатомического строения стебля однодольного растения.
6. Особенности анатомического строения стебля древесного растения.
2.2 ЛИСТ. МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЛИСТА
Лист – это боковой орган высших растений, выполняющий функции
фотосинтеза, газообмена и транспирации.
Главной частью листа является листовая пластинка. Большинство
листьев имеют плоскую форму и дорсо-вентральное строение,
выражающееся в различии его верхней и нижней сторон. Различают
несколько типов листовых пластинок:
• бифациальные (двусторонние) – листья типичного строения, у
которых верхняя и нижняя стороны различаются по морфологическим и
анатомическим критериям;НОЖЕНИЕ
• эквифациальные – листья, обе стороны которых имеют одинаковое
морфологическое и анатомическое строение (злаки);
• унифациальные (с одной поверхностью) – листья либо округлые в
поперечном сечении (лук), либо уплощенные с боков (гладиолус, ирис), у
которых вся поверхность пластинки соответствует лишь нижней стороне.
Форма листовой пластинки может быть разнообразной и
причудливой. Листовые пластинки могут быть цельными, лопастными,
раздельными или рассеченными.ГЕ Важно отметить, что даже самые
глубокие рассечения листовой пластинки не доходят до листового
черешка.
У большинства однодольных и некоторых двудольных (зонтичные
растения) основание листа разрастается, охватывая узел целиком, и
образует трубку, называемую влагалищем листа. У некоторых видов
растений (семейство бобовые, розанные и др.) у основания листа
возникают парные выросты (прилистники), защищающие лист на ранних
стадиях его развития.
15
В том случае, когда листовая пластинка переходит в основание, лист
называют сидячим (например, василек, ирис, злаки). Если же между
пластинкой и основанием имеется черешок, то лист называют
черешковым (например, герань, сирень, яблоня и др.)
В зависимости от количества листовых пластинок выделяют простые
и сложные листья. Простые состоят из одной листовой пластинки.
Сложные имеют общий черешок (рахис), к которому прикреплены на
черешочках несколько листовых пластинок, называемых листочками
сложного листа. Сложные листья могут быть тройчато-, пальчато- и
перистосложными.
Одним из важных морфологических признаков листа является тип
жилкования. Основные типы жилкования у двудольных растений:
• сетчатое с перистым расположением основных жилок (имеется
главная жилка, от нее отходят соединяющиеся, более тонкие и
многократно ветвящиеся боковые жилки);
• сетчатое с пальчатым расположением основных жилок (они в
виде лучей отходят из одной точки в основании листа).
Однодольным растениям свойственно дуговое (тюльпан, ландыш) и
параллельное (злаки) жилкование.
Листья располагаются на стебле в определенном порядке. Различают
четыре типа листорасположения:
• спиральное (очередное) – это расположение листьев по спирали;
при этом от каждого узла стебля отходит один лист;
• супротивное листорасположение характеризуется тем, что листья
сидят на каждом узле попарно, один против другого;
• мутовчатое – на одном узле располагаются три листа и более.
Обычно листья располагаются так, чтобы обеспечить наименьшую
взаимную затеняемость. Это явление получило название листовой
мозаики.
И ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИРАЗМНОЖЕНИЕ
Видоизменения листа
Многие растения, произрастающие в засушливых условиях,
приспособились запасать воду в тканях органов (суккуленты). К
листовым суккулентам относятся различные виды алоэ и родиолы.
Колючки листового происхождения у кактуса и барбариса
уменьшают площадь испарения и служат защитой от поедания
животными.
Для многих растений характерно появление усиков. Усики
листового происхождения встречаются у гороха, чины и тыквы. У
насекомоядных растений (росянка, пузырчатка и др.) листья
видоизменяются в ловчие аппараты. Такое приспособление связано с
особенностями питания.
16
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЛИСТА
Анатомическое строение листа определяется его главной функцией –
фотосинтезом.
Поэтому
основной
тканью
листа
является
ассимиляционная, или мезофилл. Остальные ткани листа обеспечивают
работу мезофилла и поддерживают связь с окружающей средой.
С верхней и нижней стороны лист покрыт прозрачной эпидермой,
выполняющей функции защиты, газообмена и транспирации. Обычно
эпидерма однослойная. На ее повеорхности могут откладываться слои
кутикулы или воска, снижающие испарение воды. Устьица у большинства
наземных растений расположены с нижней стороны.
Под эпидермой находится мезофилл, представленный несколькими
слоями ассимиляционной ткани. У дорсовентральных листьев мезофилл
дифференцирован на столбчатый (палисадный) и губчатый.
Столбчатый располагается в один или несколько слоев под верхним
эпидермисом. Его клетки плотно сомкнуты и содержат около 75%
хлоропластов листа. Основная функция столбчатого мезофилла –
фотосинтез.
Губчатый мезофилл расположен с нижней стороны листа. Он
представлен округлыми клетками с большими межклетниками и
выполняет функцию газообмена.
Среди
фотосинтезирующих
клеток
листа
располагается
разветвленная сеть проводящих пучков. Проводящие пучки листа обычно
лишены камбия (закрытые). Флоэму и ксилему в крупных проводящих
пучках окружают клетки склеренхимы, а в мелких – обкладочные клетки,
контролирующие проведение веществ. Мезофилл листа густо пронизан
жилками, образующими единую проводящую систему.
Свет – один из важнейших факторов внешней среды, без которого
невозможно существование автотрофных растений. Они приспосабливаются к максимальному поглощению световой энергии увеличением световой поверхности и ориентации листьев. По отношению к свету выделяют
следующие экологические группы растений:
1. Гелиофиты – светолюбивые растения. Они произрастают только
при полном освещении, совсем не переносят затенения. Это растения открытых местообитаний: сосна, береза, клевер, почти все культурные растения и т.д.
2. Сциофиты – тенелюбивые растения. Они довольствуются слабым
освещением и не выносят прямых солнечных лучей. Это растения нижних
ярусов темнохвойных и широколиственных лесов: папоротник, плющ и др..
3. Гелиосциофиты – теневыносливые растения. Они могут произрастать на полном свету, но лучше развиваются при некотором затенении.
Листья растений перечисленных экологических групп отличаются
рядом специфических особенностей внешнего и внутреннего строения.
17
Световые листья отличаются от теневых наличием более мощной
кутикулы, воскового налета и опушения, что способствует отражению
солнечных лучей и предохраняет листья от перегревания. Основные клетки эпидермиса световых листьев всегда с толстыми наружными стенками.
Механические ткани в этих листьях хорошо развиты, поэтому они обычно
жесткие и плотные. Мезофилл четко дифференцирован на столбчатый и
губчатый. Световые листья густо пронизаны сетью жилок, устьица мелкие,
многочисленные, иногда погружены в эпидермис.
Теневые листья обычно голые или слабоопушенные. Они имеют тонкую кутикулу без воскового налета. Механических тканей мало, сеть жилок менее густая, поэтому теневые листья более мягкие и менее плотные.
Дифференциация на губчатый и столбчатый мезофилл, как правило, отсутствует. Мезофилл у теневых листьев состоит из небольшого числа слоев
рыхлой губчатой ткани. Эпидермис у них представлен крупными тонкостенными клетками. Устьица более крупные, преимущественно расположены на нижней стороне листа и почти на одном уровне с эпидермальными клетками.
Лабораторная работа №3
Тема: Морфологическое и анатомическое строение листа
Цель занятия: Познакомиться с морфологическими и анатомическими
особенностями строения листа однодольных и двудольных растений.
Материалы и оборудование:
1. Микроскоп.
2. Готовые препараты: поперечные срезы листа камелии и пшеницы.
3. Гербарные образцы.
4. Таблицы: «Типы листьев: простые, сложные», «Метаморфозы листа»,
«Анатомия листа двудольного растения», «Анатомия листа пшеницы»,
«Анатомия хвои сосны».
Последовательность работы
Задание 1. Изучить разнообразие форм листьев. На гербарных образцах или живом наборе разнообразных листьев рассмотреть особенности внешнего строения простых и сложных листьев, распределить их по
группам:
1. Строение листа: черешковый, сидячий, лист с прилистниками и др.
2. Жилкование листа: параллельное, дуговое, сетчатое, пальчатое.
3. Окраина листа: цельная, зубчатая, пильчатая, городчатая.
4. Форма листовой пластинки: стреловидная, сердцевидная и др.
5. Типы сложных листьев: тройчатый, пальчатый и др.
18
6. Метаморфозы листьев: усики, колючки, чешуя.
Рисунки подписать с указанием названий растений, имеющих тот
или иной тип листа.
Задание 2. Рассмотреть постоянный препарат листа двудольного
растения камелии (Camelia japonica L.).. Найдите мезофилл листа, отметьте столбчатую и губчатую ткани. Рассмотрите жилку листа, найдите ксилему и флоэму в проводящем пучке. Препарат зарисуйте.
Задание 3. Рассмотреть постоянный препарат листа однодольного
растения пшеницы. Найдите устьица с их замыкающими клетками. В
проводящем пучке найдите луб и древесину. Препарат зарисуйте и обозначьте ткани листа.
Задание 4. Рассмотреть постоянный препарат хвоинки сосны.
Найдите верхнюю и нижнюю стороны листа. Рассмотрите форму клеток эпидермиса, гиподермы и эндодермы. Обратите внимание на смоляные ходы и клетки окружающие их. Найдите два проводящих пучка. Обратите внимание на особенности строения луба и древесины у хвойных
растений. Рисунок подписать.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции выполняет лист?
2. Какие типы листорасположения существуют?
3. Назовите основные типы простых и сложных листьев.
4. Какие признаки положены в основу классификации листьев?
5. Перечислите метаморфозы листа, укажите их функции.
6. Анатомические особенности строения листа однодольного растения.
7. Анатомические особенности строения листа двудольного растения.
8. В чём отличие теневых и световых листьев?
9. Зависимость строения листа от экологических условий (хвоинка сосны).
Какую функцию выполняет гиподерма у хвои сосны?
19
Раздел 2 ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ
Тема 3 ЦВЕТОК
Цветок - это высокоспециализированный орган полового
размножения покрытосеменных растений. В цветках происходят процессы
микро - и мегаспорогенеза, микро - и мегагаметогенеза, опыления,
оплодотворения, образования плода и семени.
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЦВЕТКА И СОЦВЕТИЯ
Цветок состоит из стерильной и фертильной частей. К стерильной
части относится околоцветник, к фертильной – андроцей и гинецей.
Цветоножка представляет собой междоузлие под цветком и соединяет
его со стеблем. Цветки, не имеющие цветоножек, называют сидячими. На
цветоножке могут располагаться листочки, называемые прицветниками.
Цветоложе – это расширенная часть цветоножки, к
которой
прикрепляются части цветка. Чаще всего оно бывает плоским (пион), реже
– выпуклым (лютик, малина) или вогнутым (шиповник).
Для некоторых групп ветроопыляемых растений характерны
раздельнополые цветки, состоящие из одних тычинок (мужские) или из
одних пестиков (женские). Раздельнополые цветки могут развиваться на
одной и той же особи. Такое растение называется однодомным (огурец,
кукуруза). Если цветки образуются на разных особях - двудомным
(конопля, тополь).
В зависимости от симметрии различают цветки актиноморфные
(правильные,
симметричные)
(яблоня,
капуста);
зигоморфные
(неправильные, с одной осью симметрии) (горох, шалфей); и
асимметричные (каштан).
Строение околоцветника
Околоцветник может быть простым и двойным. Простой околоцветник называют чашечковидным, если его листочки зеленые (манжетка, крапива) и венчиковидным, если его листочки ярко окрашены и похожи
на лепестки (тюльпан).
Двойной околоцветник дифференцирован на чашечку и венчик.
Листочки чашечки называют чашелистиками, а венчика – лепестками.
Чашечка (Calex) в основном выполняет защитную функцию,
состоит из чашелистиков, окрашенных обычно в зеленый цвет. Они могут
быть свободными или сросшимися (как у бобовых) и образуют спайную
или колокольчатую чашечку, на верхушке которой находятся зубцы. У
некоторых
растений
чашечка
редуцируется
(зонтичные)
или
видоизменяется в волоски, щетинки (сложноцветные).
20
Венчик (Corolla) имеет разнообразную окраску и по размерам
обычно значительно превосходит чашечку. Он состоит из лепестков.
Лепестки венчика могут быть одинаковыми или различаться между собой;
сростнолепестными (шалфей, табак, ландыш) или свободнолепестными.
Хорошо венчик развит у цветков, опыляемых насекомыми.
Простой околоцветник
(Perigonium) состоит из одинаковых
листочков и характерен для представителей однодольных растений и
некоторых двудольных (ветреница, купальница). Он чаще бывает
венчиковидным (ярко окрашенным), иногда – чашечковидным (зеленым).
Андроцей (Androceum) – это совокупность тычинок в цветке. Их
количество варьирует от одной (орхидные) до нескольких сотен. Тычинки
могут быть свободными или срастаться, могут иметь неодинаковую длину.
Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника.
Гинецей (Gynoceum) – это совокупность плодолистиков,
образующих один или несколько пестиков. В процессе эволюции
плодолистики срослись с образованием общей завязи и образовали
ценокарпный гинецей трех основных типов:
Синкарпный гинецей (яблоня, ирис, томат) формируется в результате
срастания замкнутых плодолистиков своими боковыми поверхностями.
Паракарпный гинецей возникает в процессе размыкания отдельных
плодолистиков и срастания их между собой краями (фиалка, сурепка,
огурец, арбуз), а лизикарпный – в результате разрушения боковых стенок
синкарпного гинецея (первоцветные, гвоздичные).
Пестик дифференцируется на завязь, стилодий (оттянутая верхушка
плодолистика) и рыльце. Сросшиеся стилодии нескольких плодолистиков
называют столбиком. В зависимости от типа цветоложа завязь может занимать разное положение по отношению к другим органам цветка.
Верхняя завязь не срастается с околоцветником, свободно
располагается на цветоложе, а части околоцветника и тычинки
прикрепляются под ней. Цветок в этом случае называют подпестичным
(бобовые, пасленовые).
Нижняя завязь полностью срастается с вогнутым цветоложем,
основанием частей околоцветника и тычинок. Она находится как бы под
околоцветником и тычинками. Цветок, обладающий нижней завязью,
называют надпестичным (тыквенные).
Типы соцветий
Соцветие – это система видоизмененных побегов, несущих цветки.
Образование соцветий является высокой специализацией к
опылению. Вероятность опыления цветков в соцветиях возрастает. К тому
же цветки в соцветиях распускаются не одновременно, а последовательно,
что удлиняет период возможного опыления..НЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ. РА
21
В основу общей морфологической классификации соцветий
положены два признака: способ ветвления осей и степень их
разветвленности. Соответственно выделяют: простые (цветки сидят
непосредственно на главной оси соцветия) и сложные (цветки сидят на
разветвлениях главной оси соцветий).
К простым моноподиальным соцветиям относятся:
• кисть, цветки которой расположены на удлиненной оси, имеют
цветоножки (черемуха, ландыш);
• колос, сходный с кистью, но цветки сидячие (подорожник);
• початок – колос с толстой, мясистой осью (кукуруза);
• головка, сходная с кистью, но главная ось сильно укорочена,
расширена, цветки сидячие или на коротких цветоножках (клевер);
• щиток, у него на укороченной оси развиваются нижние цветки на
более длинных цветоножках, а верхние – на более коротких, благодаря
чему все цветки расположены почти в одной плоскости (спирея);
• зонтик, у него главная ось сильно укорочена, цветоножки выходят
из ее верхушки и имеют одинаковую длину (вишня);
• корзинка, сидячие цветки расположены на очень уплощенном и
расширенном конце укороченной главной оси (сложноцветные).
К сложным моноподиальным соцветиям относятся:
• сложный колос, на главной оси элементарные колоски (пшеница);
• метелка, отличается обильным ветвлением (сирень);
• сложный зонтик, главная ось укорочена, от нее отходит несколько
осей, несущих на концах простые зонтики (укроп, морковь).. РАЗМНОЖЕНИЕ
Цимозные соцветия характеризуются симподиальным ветвлением,
относятся к сложным:
• монохазий (ось первого порядка заканчивается цветком). Под цветком закладывается одна ось второго порядка, которая перерастает ось
первого порядка и также заканчивается цветком и т.д.. В зависимости от
порядка заложения боковых осей различают завиток и извилину. В
завитке все цветки направлены в одну сторону (незабудка). В извилине
боковые оси с цветком отходят поочередно в противоположные стороны
(гладиолус);
• дихазий (ось первого порядка несет на верхушке цветок, под ним
образуются, обычно супротивно, две боковые оси, также заканчивающиеся
цветками). Например: (герань, гвоздика);
• плейохазий (из каждой оси, несущей верхушечный цветок,
выходит более двух ветвей, перерастающих главную ось) (н-р: молочай).
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЦВЕТКА
Пыльник имеет две половинки (теки), отделенные друг от друга
связником. Каждая тека содержит по два пыльцевых гнезда, являющихся
гомологами микроспорангиев.
22
На поперечном срезе пыльника можно увидеть следующие ткани.
Снаружи располагается эпидермис, за ним следует эндотеций, клетки
которого часто имеют разнообразные утолщения, способствующие
вскрыванию пыльника. Под эндотецием располагаются 1–3 слоя,
состоящие из паренхимных клеток. Самый внутренний слой в пыльцевом
гнезде - спорогенная ткань, формирующая микроспоры (пыльцевые зерна).
Пыльцевое зерно имеет две оболочки: наружную (экзину) и
внутреннюю (интину). В нем развивается мужской гаметофит, который
очень редуцирован и состоит из двух клеток: сифоногенной и
генеративной. Генеративная клетка дает начало двум спермиям.
Завязь - нижняя часть пестика, внутри которой располагаются
семязачатки, число которых может варьировать до нескольких
миллионов.
Семязачаток – многоклеточное образование семенных растений, из
которого развивается семя. Он состоит из нуцеллуса (мегаспорангия),
окруженного одним или двумя интегументами (покровами), которые на
верхушке не смыкаются, образуя узкий канал – микропиле. Через канал
пыльцевая трубка проникает к зародышевому мешку. Семязачаток
прикрепляется к плаценте с помощью фуникулюса (семяножки). Место
прикрепления семязачатка к семяножке называют рубчиком.
Семязачаток возникает на плаценте в виде небольшого бугорка.
После достижения им определенной величины у его основания возникают
интегументы в виде одного-двух кольцевых валиков, а в апексе
вычленяются одна или несколько археспориальных клеток. Далее одна из
этих клеток (материнская клетка мегаспор) делится путем мейоза и
образует четыре гаплоидные мегаспоры. Этот процесс носит название
мегаспорогенеза.
Дальнейшее развитие обычно получает только одна (чаще нижняя)
мегаспора, которая дает начало женскому гаметофиту (зародышевому
мешку), а три другие мегаспоры дегенерируют.
При формировании женского гаметофита в мегаспоре трижды
происходит митоз. Образуется восемь свободных ядер; по три ядра отходят
к разным полюсам клетки. Три верхние клетки называют яйцевым
аппаратом. Средняя из них становится яйцеклеткой, две другие –
синергидами. Три клетки, расположенные на халазальном полюсе, –
антиподы. Два ядра, оставшихся в центральной части зародышевого
мешка, называют полярными. До или после проникновения пыльцевой
трубки в зародышевый мешок они сливаются во вторичное (диплоидное)
ядро.
В оплодотворении семязачатка участвуют спермии одного
пыльцевого зерна. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку и образуется
зигота, а другой спермий сливается с полярными ядрами и образуется
триплоидная центральная клетка. Поэтому механизм оплодотворения у
23
цветковых растений получил название двойного оплодотворения,
открытого цитологом и эмбриологом растений С.Г. Навашиным (1898).
Оплодотворенный семязачаток развивается в семя. При этом зигота
дает начало зародышу, центральная клетка – эндосперму, из интегументов
образуется семенная кожура, а из стенок завязи цветка – стенки плода.
Лабораторная работа №4
Тема: Морфологическое и анатомическое строение цветка
Цель занятия: Ознакомиться с методикой составления формул и диаграмм цветков. Изучить основные типы андроцея и гинецея, их морфологические особенности и анатомическое строение.
Материалы и оборудование:
1. Микроскоп.
2. Готовые препараты: поперечный срез пыльника.
3. Цветки вишни, табака (спиртовые).
4. Таблицы: «Типы соцветий», «Строение цветка табака», «Строение
венчика», «Анатомия пыльника», «Анатомия семязачатка картофеля».
Последовательность работы
Задание 1. Рассмотрите фиксированные цветки различных
морфологических типов. Зарисовать схематически строение правильного (актиноморфного) цветка. Обозначить стеблевые части
(цветоножку и цветоложе), околоцветник (чашечку с чашелистиками и венчик с лепестками) и собственно цветок (тычинки и пестики).
Рядом крупно нарисовать тычинку (обозначить на ней тычиночную
нить и пыльник), пестик (обозначить завязь, столбик и рыльце).
Найти у неправильного (зигоморфного) цветка отличительные особенности.
Задание 2. Рассмотреть цветок табака под лупой и изучить его
строение. Определить тип завязи. Составить формулу цветка, используя
условные обозначения:
P - простой околоцветник (Perigonium),
Cа - (Calex) чашечка,
Co - (Corolla) венчик,
A - (Androceum) андроцей (совокупность тычинок),
G - (Gynoceum) гинецей (совокупность плодолистиков),
1 - верхняя завязь (цветок подпестичный),
1 - нижняя завязь (цветок надпестичный).
Нарисовать диаграмму цветка.
24
Задание 3. Изучить соцветия. На гербарных образцах подобрать
соцветия по типам: простые моноподиальные (кисть, колос, зонтик, головка, щиток, корзинка), сложные (сложный зонтик, метелка, султан) и
симподиальные (завиток, извилина, дихазий).
Зарисовать схематично соцветия, подписать, указав названия растений.
Задание 4. Определить тип соцветия у некоторых комнатных цветущих растений: кливия (Clivia miniata Rgl.), примула (Primula obconica
Hance.), колеус (Coleus Blumei Buth.), фуксия (Fuchsia L.), фиалка узамбарская (Saintpaulia ionantha Wendl.), глоксиния (Sinningia speciosa Benth et
Hook.) и др.
Задание 5. Анатомическое строение пыльника. Рассмотреть постоянный препарат поперечного среза через пыльник при малом увеличении микроскопа. Зарисовать и обозначить: эпидермис, фиброзный слой,
пыльцевые гнёзда, связник, сосудисто-волокнистый пучок.
Задание 6. Строение семяпочки цветка амариллиса (Amaryllis L.).
Зарисуйте и обозначьте части семяпочки: семяножка, халаза, интегументы, микропиле, нуцеллус, зародышевый мешок, яйцеклетка, синергиды,
антиподы.
Вопросы для самоконтроля
1. Из каких основных элементов состоит цветок?
2. Назовите основные морфологические типы цветков.
3. Каковы строение и основные функции частей околоцветника?
4. Каково биологическое значение соцветий? Какие признаки используют
для описания и классификации соцветий?
5. Опишите морфологическое и анатомическое строение тычинки. Где
происходят процессы микроспорогенеза, формирования мужского
гаметофита, микрогаметогенеза у покрытосеменных растений?
6. Какие типы гинецея вы знаете? Назовите основные части пестика?
Какое значение имеет появление завязи в эволюции растений?
7. Опишите строение семязачатка. Где происходят процессы мегаспорогенеза у покрытосеменных растений? Какое строение имеет женский
гаметофит?
8. Какое биологическое значение имеет двойное оплодотворение у
покрытосеменных растений?
МОДУЛЬ 2. ВЕГЕТАТИВНЫЕ И ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ.
25
Тема 4. СЕМЯ
Семя формируется из семяпочки в результате процесса двойного оплодотворения. Оно состоит из зародыша, запасных питательных веществ
(эндосперм, перисперм) и семенной оболочки.
Семенная оболочка образуется из покровов семяпочки, зародыш – из
зиготы, эндосперм – из центральной клетки зародышевого мешка после
слияния ее ядра с одним из спермиев, а п ер и с п ерм – из клеток нуцеллуса.
Зародыш семени состоит из семядолей (одной или двух), зародышевого корня, гипокотиля, зародышевой почечки, включающей листовые зачатки и точку роста. У различных растений зародыш и его части могут
быть развиты по-разному. Представители семейства орхидейных имеют в
семени недоразвитый зародыш. Может варьировать соотношение размеров
зародыша и эндосперма. У одних растений зародыш очень мал, а эндосперм занимает почти весь объем семени (лилейные). У других, зародыш
сильно разрастается ко времени созревания семени, оттесняя эндосперм к
семенной оболочке (розоцветные) и даже поглощая его полностью (бобовые). Зародыш может занимать в семени центральное положение, погружаясь в эндосперм (клещевина), или боковое, примыкая к эндосперму одним боком (злаковые).
Вещества запаса могут откладываться в семядолях, эндосперме и перисперме. В зависимости от места отложения запасных веществ выделяют
несколько типов семян:
• с эндоспермом (клещевина, злаки, пасленовые);
• с эндоспермом и периспермом (перец, кувшинка);
• с периспермом и без эндосперма (звездчатка, куколь, свекла);
• без эндосперма и перисперма (бобовые, орхидные).
Как правило, семена однодольных растений имеют хорошо развитый
эндосперм (злаковые), но есть семена без эндосперма (рдестовые, частуховые), питательные вещества у которых откладываются в самом зародыше.
У двудольных растений эндосперм в семенах, как правило, отсутствует (бобовые), но как исключение может присутствовать (гречишные, маревые, перечные).
Лабораторная работа №5
Тема: Морфологическое и анатомическое строение семени
Цель занятия: Познакомиться с основными типами строения семян у
двудольных и однодольных растений в зависимости от места положения
запасных питательных веществ.
Материалы и оборудование:
26
1. Микроскоп.
2. Постоянные препараты продольных срезов зерновок пшеницы, овса,
ржи, кукурузы.
3. Коллекция семян различных видов растений.
4. Проростки фасоли и злаков.
5. Таблицы: «Строение зерновки пшеницы», «Строение семени фасоли».
Последовательность работы
Задание 1. Рассмотреть строение семени без эндосперма на примере семени фасоли (Phaseolus vulgaris L.).
Зарисовать семя, его внешний вид. В развернутом виде, обозначить: пыльцевход, рубчик, кожуру семени, семядоли, зародышевый стебелек (шейку),
почечку, зародышевый корешок. Рисунок подписать.
Задание 2. Изучить строение семени однодольного растения на примере пшеницы (Triticum sp.).
Зарисовать зерновку схематически: обозначить околоплодник, семенную
кожуру, эндосперм, алейроновый слой, зародыш. Рядом в крупном масштабе изобразить зародыш семени, обозначить щиток (семядолю), зародышевой корешок, стебелек, почечку. Рисунок подписать.
Вопросы для самоконтроля
1. Из каких основных частей состоит семя покрытосеменного растения?
Какие элементы семязачатка участвуют в формировании семени?
2. Опишите строение зародыша двудольного и однодольного растений.
3. Опишите строение семени с эндоспермом.
4. Строение семени без эндосперма.
5. У растений, каких семейств не развит эндосперм?
Тема 5 ПЛОД
ПЛОД – репродуктивный орган, развивающийся из цветка и содержащий семена. Плоды обеспечивают формирование, защиту и распространение семян. В природе существует большое разнообразие плодов. Они
отличаются друг от друга по форме, размерам, окраске, строению и происхождению.
В образовании плода принимают участие различные части цветка, но
преждне всего завязь. Стенка плода называется околоплодником или
перикарпием. У некоторых растений (н-р: вишня, слива) перикарпий четко
дифференцирован на три зоны: экзокарпий (кожица), мезокарпий
(съедобная мясистая часть) и эндокарпий (косточка, окружающая семя).
27
Разнообразие плодов определяется строением околоплодника,
способом вскрывания и строением гинецея.
По консистенции околоплодника выделяют следующие виды плодов:
Сухие плоды:
• листовка - сухой, многосемянный (реже одно- или двусемянный),
вскрывающийся в основном по брюшной стороне (купальница, пион);
• боб отличается от листовки тем, что раскрывается одновременно по
брюшному шву и вдоль спинки (семейство бобовые);
• стручок (стручочек) вскрывается снизу вверх с натянутой между
створками перегородкой, на ней располагаются семена (сурепка, капуста);
• крылатка - по краям околоплодника образуется тонкая окраина в
виде крыла (клен, вяз);
• семянка - нераскрывающийся плод (астра, подсолнечник);
• зерновка - нераскрывающийся односемянный плод с тонким
околоплодником, тесно прилегающим к кожуре (злаки);
• орешек (орешек) - с кожистым или деревянистым околоплодником
(лещина, грецкий орех), (земляника, гречиха, роза, липа);
• коробочка - многосемянный плод (табак, хлопчатник, мак, лен).
Сочные плоды:
• костянка - внутри деревянистая твердая косточка, за которой
следует сочный мясистый слой, а снаружи плотный слой (слива, вишня,
черешня);
• ягода - сочный многосемянный плод (виноград, томат, брусника);
• яблоко - наружная часть околоплодника сочная, мясистая;
внутренняя - перепончатая или хрящеватая (яблоня, груша, рябина,
боярышник);
• тыквина - многосемянный плод с твердой кожурой, мясистым
средним слоем и сочным внутренним (тыква, арбуз, дыня);
• померанец - околоплодник толстокожистый, снаружи железистый,
внутри волокнистый с жидким соком (апельсин, лимон).
По типу вскрывания различают:
• невскрывающиеся плоды (околоплодник разрушается под влиянием
механического воздействия или деятельности микроорганизмов);
• вскрывающиеся (сухие, многосемянные плоды).
Различают следующие плоды по строению гинецея:
• простые плоды развиваются из одного пестика (фасоль, тюльпан);
• сборные образуются из нескольких свободных плодолистиков,
каждый из которых формирует пестик (малина, земляника, ветреница);
• соплодие развивается из целого соцветия (ананас, инжир, свекла).
28
Лабораторная работа №6
Тема: Морфологическое строение плода
Цель занятия: Познакомиться с разнообразием плодов по типу гинецея,
характеру околоплодника, типу вскрывания, количеству гнезд и семян.
Материалы и оборудование:
1. Морфологическая коллекция “Типы плодов”.
2. Сухой материал: плоды пшеницы, лещины, дуба, подсолнечника.
3. Таблицы: «Типы сочных плодов», «Типы сухих плодов».
Последовательность работы
Задание 1. Рассмотреть и зарисовать основные типы плодов:
1. Апокарпные: многолистовка, многоорешек, земляника, боб и др..
2. Синкарпные: коробочка верхняя, коробочка нижняя, двукрылатка,
ценобий, вислоплодник, ягода верхняя, ягода нижняя, костянка нижняя
многосеменная, яблоко, орех, желудь.
3. Паракарпные: коробочка, стручок, стручочек, ореховидный
стручочек, зерновка, семянка, тыква, ягода нижняя.
Задание 2. Заполнить таблицу морфологической классификации плодов, привести примеры растений, имеющих тот или иной тип плода.
Морфологическая классификация плодов.
сухие
Виды плодов
односеменные
сочные
многосеменмногосеменодносеменные
ные
ные
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте определение плода.
2. Назовите слои, входящие в состав околоплодника.
3. Какие признаки положены в основу классификации плодов?
4. Назовите основные типы плодов.
5. Какие элементы околоплодника способствуют распространению
большинства плодов?
6. В чем сходство и различие плодов – боб, стручок, кробочка? Примеры.
7. Как следует правильно называть плоды перечисленных ниже растений,
обычно именуемых ягодами: малина, земляника, брусника, клюква,
черемуха, рябина, черника, шиповник, вишня, смородина?
29
После изучения морфологической структуры вегетативных и репродуктивных органов растений в лабораторных условиях проводится экскурсия в Воронежский ботанический сад им. К.Г. Келлера. Во время экскурсии студенты знакомятся с многообразием форм растений живых коллекций в оранжереях и открытом грунте. Обращается внимание на разнообразие морфологических признаков растений, метаморфозы вегетативных органов и особенности размножения.
Закрепление и расширение знаний, полученных на лекциях и лабораторных занятиях по анатомии и морфологии растений, осуществляется на
летней учебной практике по ботанике. Студенты знакомятся с видовым составом дикорастущей и культурной флоры окрестностей биостанции, разнообразием морфологических структур и экологическими особенностями
растений различных мест обитания. Получают навыки определения растений, оформления гербария и морфологических коллекции.
30
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная литература
1. Андреева И.И. Ботаника: учеб. для студ. вузов по агроном. спец. /
И.И. Андреева, Л.С. Родман. ─ 3-е изд., перераб.и доп. ─ М.: КолосС, 2003.
─ 528 с.
2. Бавтуто, Т.А. Ботаника: Морфология и анатомия растений / Т.А.
Бавтуто, В.М. Еремин. – Минск : Выш. шк., 1997.
3. Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений : учеб. пособие для вузов / Т.И. Серебрякова, Н.С. Воронин, А.Г.
Еленевский [и др.]. – М. : Академкнига, 2006. – 543 с.
4. Ботаника : учеб. для вузов: в 4 т. / П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.[и др.].
– М. : Академия, 2007.
5. Васильев А.Е., Воронин Н.С. и др. Ботаника. Анатомия и морфология растений. М., 1978.
6. Вехов В.Н., Лотова Л.И., Филин В.Р. Практикум по анатомии и
морфологии высших растений. М., 1980.
7. Воронин Н.С. Руководство к лабораторным занятиям по анатомии
и морфологии высших растений. М., 1981.
8. Киселёва Н.С. Анатомия и морфология растений. Минск, 1976.
9. Лотова Л.И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений:
учеб. / Л.И. Лотова. – Изд. 3-е, испр. – М. : КомКнига, 2007. – 512 с.
10. Практикум по анатомии и морфологии растений : учеб. пособие
для студентов вузов / В.П. Викторов, М.А. Гуленкова, Л.Н. Дорохина [и
др.]; под ред. Л.Н. Дорохиной. – М. : Академия, 2001. – 176 с.
11. Практикум по анатомии растений / Под ред. Д.А. Транковского.
М., 1979.
12. Тимонин, А.К. Ботаника: учеб. для студентов вузов : в 4 т. Т. 3.
Высшие
растения / А.К.Тимонин. – М. : Академия, 2007. – 352 с.
13. Тутаюк В.Х. Анатомия и морфология растений. М., 1980.
14. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Практикум по курсу общей
ботаники. М., 1979.
Дополнительная литература
1.Артюшенко З.Т., Федоров А.А. Атлас по описательной морфологии
высших растений. Плод. М.-Л., 1986.
2. Воронин Н.С. Руководство к лабораторным занятиям по анатомии и
морфологии растений. М., 1981, с.59-65.
3.Горышина Т.К. Экология растений. М.: Высшая школа, 1979. 367 с.
4. Грин, Н. Биология: в 3 т. Т. 1–3 / Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор. – М.
Мир,1990.
31
5. Жизнь растений: в 6 т. Т. 2–6 / под ред. А.Л. Тахтаджяна. – М.: Просвещение, 1982.
6. Лотова, Л.И. Словарь анатомических терминов : учеб. пособие /Л.И.
Лотова, М.В. Нилова, А.И. Рудько. – М. : Изд-во ЛКИ, 2007. – 112 с.
7. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. М., 2000.
С. 464-474.
8. Овеснов С.А. Морфология и анатомия вегетативных органов высших растений. Пермь: Изд-во Перм. ун-т , 2000. 221 с.
9. Петров В.В., Абрамова Л.И., Баландин С.А., Березина Н.А. Общая
ботаника с основами геоботаники - М: Высшая школа, 1994.
10. Рейвн П. Современная ботаника: в 2 т. / П. Рейвн, Р. Эверт, С.
Айкхорн. –М. : Мир, 1990.
11. Серебряков И.Г. Морфология вегетативных органов высших растений. М., 1952, С.114-124, 135-158, 233-241.
12. Чухлебова Н.С. Ботаника (цитология, гистология, анатомия): учеб.
пособие. –М.: Колос, 2008. – 147 с.
13. Федоров А.А., Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Цветок. М.-Л., 1975, С. 21-24, 71-87
14. Яковлев Г.П., Челобитько В.А. Ботаника. М.: Высшая школа, 1990. 367 с.
32
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. ВОПРОСЫ К МОДУЛЯМ
Тема «Вегетативные органы»
1. Определение и функции корня. Зоны молодого корневого окончания.
2. Верхушечная меристема корня и её деятельность. Образование первичных, постоянных тканей корня.
3. Первичное анатомическое строение корня в зоне корневых волосков.
4 Развитие вторичной анатомической структуры корня.
4. Морфологическая природа корней в корневых системах. Типы корневых систем по способу образования и морфологическим признакам.
5. Метаморфозы корневых систем.
6. Определение и функции побега. Развитие побега из почки.
7. Определение, функции и общая характеристика стебля.
8. Типы анатомической структуры стебля травянистых двудольных.
9. Переход ко вторичному утолщению стебля и работа камбия. Строение
стебля липы.
10. Типы ветвления и способы нарастания при боковом ветвлении.
11. Метаморфозы побегов (подземные и надземные). Их функции и биологическое значение.
12. Определение листа, онтогенез. Функции структурных компонентов.
13. Простые листья по форме листовой пластинки и глубине надреза.
14. Сложные листья.
15. Анатомическая структура листа в различных экологических условиях.
Кроме теоретического вопроса каждому студенту при сдаче модуля
предлагается комнатное растение из коллекции кафедры для описания его
вегетативных органов. Нужно подробно охарактеризовать морфологические признаки листа и стебля. Определить тип ветвления и нарастания системы побегов.
Тема «Генеративные органы»
1. Развитие цветка в онтогенезе. Строение цветка и его функции.
2. Разнообразие цветков по характеру околоцветника. Симметрия, формула и диаграмма цветка. Нектарники.
3. Теории происхождения цветка.
4. Особенности строения цветка в связи со способами опыления.
5. Андроцей. Общая характеристика андроцея. Строение и происхождение тычинки. Строение зрелого пыльника. Пыльцевое зерно (мужской гаметофит цветковых растений).
6. Пыльца, ее разнообразие, физиологические свойства, прорастание
пыльцы.
33
7. Общая характеристика геницея. Плодолистики и их происхождение.
Пестик. Развитие семязачатка, мегаспорогенез и мегагаметогенез.
8. Оплодотворение у цветковых растений. Развитие пыльцевой трубки.
Двойное оплодотворение и его биологическое значение.
9. Плоды. Определение. Строение околоплодника. Участие различных
частей цветка в образовании плода.
10. Морфологическая классификация плодов.
11. Общий план строения семени цветковых растений.
12. Строение зародыша, его анатомические особенности. Строение зародыша однодольных и двудольных растений.
13. Морфологические типы семян.
14. Прорастание семян. Типы проростков по способу прорастания.
15. Семяпочка, ее строение. Структурные типы семяпочек.
16. Формирование и строение женского гаметофита покрытосеменных.
17. Формирование и строение мужского гаметофита покрытосеменных.
18. Опыление и его типы. Эволюция опыления. Приспособления к
перекрестному опылению.
2. ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАБОТ
1. Сравнительно-морфологическая и экологическая характеристика местных видов одного рода (роды лютик, вероника, клевер и др.)
2. Внутривидовая изменчивость растений (на примере хохлатки галлера,
одуванчика лекарственного и др.).
3. Морфология и биология растений на первых этапах онтогенеза (от
проростков до первого цветения).
4. Метаморфозы подземных и надземных побегов растений учебнополевой практики.
5. Морфологические особенности, анатомическое строение и биология
насекомоядных растений.
6. Особенности корней и корневых систем растений леса (луга).
7. Строение цветков, насекомоопыляемых (ветроопыляемых) растений.
8. Особенности цветения и опыления выбранных видов.
9. Жизненные формы растений в разных типах леса, луга.
10. Анализ формаций листьев на примере ранневесенних растений.
11. Вегетативное возобновление и размножение растений, заселяющих
гари и вырубки.
12. Отражение морфологических особенностей растений в их народных и
научных названиях.
13. Анатомо-морфологические особенности строения растений в связи с
их засухоустойчивостью.
14. Охраняемые растения Воронежской области.
15. Лекарственные и ядовитые растения района учебной практики.
34
35
Издается в авторской редакции
Компьютерная верстка Брянцев М.В.
Подписано в печать 05.03.2012 г. Формат 60х841/16
Бумага кн.-журн. Усл. п.л 1,97. Гарнитура Таймс.
Тираж 230 экз. Заказ № 5828.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»
Типография ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ. 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1
Информационная поддержка: http://tipograf.vsau.ru
Отпечатано с оригинал-макета заказчика. Ответственность за содержание
предоставленного оригинал-макета типография не несет.
Требования и пожелания направлять авторам данного издания
36
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа