Практикум. Методические указания по проведению лабораторных занятий, вопросы для самоконтроля
 Скачать 24.71 Mb.
|
|
Тема 7 Проводящие ткани 1 Проводящие элементы флоэмы и ксилемы на продольном срезе стебля тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo L.) 2 Трахеиды стебля сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) 3 Проводящие пучки стебля кукурузы обыкновенной (Zea mays L.), подсолнечника однолетнего (Helianthus annuus L.) (или кирказона обыкновенного (Aristolochia clematitis L.)), тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo L.) Основные понятия по теме Проводящие ткани представлены ксилемой и флоэмой. Они относятся к сложным тканям, так как в их состав входят морфологически и функционально разнородные элементы – проводящие, запасающие и механические, которые все вместе обеспечивают проведение веществ в растении. Ксилема и флоэма образуются из первичной (прокамбия) или вторичной (камбия) меристемы и называются соответственно первичными и вторичными. Ксилема служит для передвижения воды и минеральных веществ ко всем органам растения («восходящий ток»). Она состоит из сосудов, трахеид, древесинной паренхимы и либриформа (древесинные волокна). Трахеиды – мертвые прозенхимные клетки с утолщенными одревесневшими оболочками, несущими поры, часто окаймленные. Фильтрация растворов из одной трахеиды в другую происходит через эти поры. Сосуды, или трахеи, состоят из многих клеток, которые называются члениками сосуда. Поперечные перегородки между члениками растворяются и возникают перфорации (сквозные отверстия). По таким полым трубкам растворы передвигаются значительно легче, чем по трахеидам. По характеру утолщений клеточных стенок члеников сосудов различают спиральные, кольчатые, лестничные, сетчатые, точечные сосуды. У многих растений с возрастом сосуды закупориваются тиллами – паренхимными клетками, которые проникают в сосуд через поры в стенках, разрастаются и закупоривают его, делают непроходимым (тиллы развиваются в сосудах дуба, акации, ясеня). Паренхимные клетки рассеяны по всей ксилеме или примыкают к сосудам, образуя обкладку. Клетки древесинной паренхимы несколько вытянуты по оси органа, оболочки их слегка утолщаются, могут одревесневать. Либриформ – мертвые клетки с одревесневшими оболочками, создающие опору и защиту трахеальным и паренхимным элементам ксилемы. По флоэме органические вещества, синтезирующиеся в листьях, движутся ко всем органам растения («нисходящий ток»). Она состоит из ситовидных трубок, клеток-спутниц, лубяной паренхимы и лубяных волокон. Проводящими элементами являются ситовидные трубки, представляющие собой вертикальный ряд живых клеток (члеников). Их поперечные стенки пронизаны перфорациями (ситовидные пластинки). Стенка членика целлюлозная, ядра в зрелом состоянии нет. Рядом с ситовидной трубкой обычно расположена одна или несколько сопровождающих клеток (клеток-спутниц). Они связаны с ситовидными элементами плазмодесмами и обеспечивают регуляцию передвижения веществ по флоэме. Лубяное волокно морфологически сходно с древесинным. Паренхима во флоэме располагается рассеяно и вместе с ситовидными трубками составляет мягкий луб, участки лубяного волокна – твердый луб. Тяжи ксилемы и флоэмы объединяются в проводящие или сосудисто- волокнистые пучки. По структуре проводящие пучки могут быть полными и неполными (состоят только из элементов флоэмы или ксилемы), открытыми (между проводящими тканями располагается камбий, в результате чего пучок приобретает способность к вторичному утолщению) и закрытыми (прокамбий полностью дифференцируется и превращается в первичные проводящие ткани – у однодольных). В зависимости от взаимного расположения флоэмы и ксилемы различают пучки нескольких типов: – коллатеральные – флоэма располагается кнаружи, а ксилема – к центру органа. Коллатеральные пучки характерны для большинства однодольных и двудольных растений; – биколлатеральные – в таком пучке различают два участка флоэмы – наружный и внутренний. Эти пучки можно видеть в стеблях растений из семейства тыквенных, пасленовых, колокольчиковых, астровых. – концентрические – ксилема замкнутым кольцом окружает флоэму (амфивазальные пучки – у однодольных), либо наоборот, - флоэма окружает ксилему (амфикрибральные – у папоротников). – радиальные – участки флоэмы и ксилемы лежат по разным радиусам и не соприкасаются, их разделяют участки паренхимы. Встречаются в корнях однодольных и двудольных растений. Практическое занятие 7 Цель: изучить элементы, образующие флоэму и ксилему, познакомиться с различными типами проводящих пучков. Материалы и оборудование: постоянные микропрепараты: продольные срезы стебля тыквы, радиальные и тангенциальные срезы стебля сосны, поперечные срезы стебля кукурузы обыкновенной, кирказона обыкновенного (или подсолнечника однолетнего), тыквы обыкновенной. Практикумы по анатомии и морфологии растений, таблицы. Работа 1 Проводящие элементы флоэмы и ксилемы на продольном срезе стебля тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo L.) Ход работы 1 Рассмотреть при малом и большом увеличении микроскопа постоянный препарат «Стебель тыквы – продольный срез». Найти ситовидные трубки с ситовидными пластинками, разные типы сосудов, клетки камбия. 2 Зарисовать при большом увеличении микроскопа ситовидную трубку с ситовидными пластинками, сосуды с кольчатыми и спиральными утолщениями стенок и сосуды с разными типами поровости (рисунок 7.1). Отметить на рисунке все части проводящих элементов. Рисунок 7.1 – Проводящие ткани тыквы (Cucurbita pepo): 1 – ситовидные трубки, 2 – клетки-спутницы, 3 – ситовидная пластинка, 4 – камбий, 5 – сетчато-пористый сосуд, 6 – пористый сосуд, 7 – сетчатый сосуд, 8 – спиральный сосуд, 9 – кольчатый сосуд (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) 5 Работа 2 Трахеиды стебля сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) Ход работы 1 Рассмотреть на постоянном препарате радиальный и тангенциальный срез стебля сосны. При малом увеличении микроскопа отметить более широкие и тонкостенные трахеиды весенней древесины, постепенно переходящие в толстостенные осенние с узким просветом. При большом увеличении микроскопа обратить внимание на окаймленные поры, располагающиеся на радиальных стенках трахеид. 2 Сравнить изученный препарат с изображением на рисунке 7.2; зарисовать 2-3 трахеиды в месте их соединения, отметив их скошенные концы, окаймленные поры, торус (утолщение на срединной пластинке напротив отверстия во вторичной оболочке). Рисунок 7.2 – Трахеиды стебля сосны (Pinus sylvestris): А – радиальный срез; Б – тангенциальный срез; 1 – окаймленные поры, 2 – оболочка трахеиды, 3 – скошенные концы трахеид, 4 – торус (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 3 Проводящие пучки стебля кукурузы обыкновенной (Zea mays L.), подсолнечника однолетнего (Helianthus annuus L.) (или кирказона обыкновенного (Aristolochia clematitis L.)), тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo L.) Ход работы 1 На постоянных препаратах поперечных срезов объектов исследования рассмотреть проводящие пучки. 2 Выяснить: а) взаимное расположение ксилемы и флоэмы (тип пучка); б) какие элементы входят в состав пучков; в) наличие камбия (открытый - закрытый; г) тип обкладки пучка (паренхимная. склеренхимная). 3 Сравнить данные, полученные на основании проведенного анализа с изображениями на рисунках 7.3, 7.4, 7.5. 4 Зарисовать: а) закрытый коллатеральный проводящий пучок кукурузы обыкновенной; б) открытый коллатеральный проводящий пучок подсолнечника (или кирказона обыкновенного); в) биколлатеральный проводящий пучок тыквы обыкновенной. Отметить: основную паренхиму, ксилему, флоэму, склеренхиму, камбий. Рисунок 7.3 – Коллатеральный закрытый сосудисто-волокнистый проводящий пучок стебля кукурузы (Zea mays) в поперечном разрезе: 1 – основная паренхима, 2 – склеренхима, 3 – протофлоэма, 4 – метафлоэма, 5 – древесная паренхима, 6 – пористые сосуды, 7 – спиральный сосуд, 8 – кольчатый сосуд, 9 – воздушная полость (из Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин, 1969) Рисунок 7.4 – Коллатеральный открытый сосудисто-волокнистый проводящий пучок стебля подсолнечника (Helianthus annuus) в поперечном разрезе: 1 – основная паренхима, 2 – склеренхима, 3 – флоэма, 4 – камбий, 5 – вторичная ксилема, 6 – первичная ксилема, 7 – перимедулярные волокна (из Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин, 1969) Рисунок 7.5 – Биколлатеральный сосудисто-волокнистый проводящий пучок стебля тыквы (Cucurbita pepo) в поперечном разрезе: 1 – основная паренхима, 2 – наружная флоэма, 3 – камбий, 4 – вторичная ксилема, 5 – первичная ксилема, 6 – внутренняя флоэма (из Н. С. Киселева, Н. В.Шелухин, 1969) Вопросы для самоконтроля 1 Какие структурные элементы входят в состав флоэмы; опишите их строение и функции? 2 Какие гистологические элементы входят в состав ксилемы и какова их функция? 3 По каким признакам можно классифицировать сосудисто- волокнистые проводящие пучки? 4 Какие типы проводящих пучков характерны для стеблей однодольных и двудольных растений? Литература 1 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин – Мн. : Высшая школа, 1997. – С. 301 – 307. 2 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений : учеб. пособие / Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей. – Мн. : Новое знание, 2002. – С. 107 – 121. 3 Ботаника : Морфология и анатомия растений : учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биолог. и хим. спец. / А. Е. Васильев [и др] ; – 2-е изд., перераб. – М. : Просвещение, 1988. – C. 123 – 129. 4 Киселева, Н. С. Атлас по анатомии растений / Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин ; под ред. С. В. Калишевича. – Мн. : Вышэйш. школа, 1969. – С. 102 – 129. Тема 8 Морфологическое строение побега 1 Морфология побега древесных растений 2 Укороченные и удлиненные побеги 3 Ветвление побега 4 Строение почек Основные понятия по теме Морфологическое разнообразие побегов наземных растений сводится только к многообразию количественных параметров. Структурная же организация побегов в общих чертах едина, поскольку побег – универсальный наземный орган воздушного питания и включает стебель с расположенными на нем листьями и почками. Стебель – осевой орган, соединяющий надземные зеленые ассимилирующие органы (воздушное питание) и подземные органы (почвенное питание). При характеристике стебля обращают внимание на следующие особенности: тип стебля, способ нарастания, форму поперечного сечения, положение в пространстве, тип ветвления, длину междоузлий, листорасположение, тип почек, почкорасположение. Различают два типа стеблей: деревянистый – живет много лет и травянистый – живет один вегетационный период. В типичном случае стебель нарастает верхушкой – верхушечный рост. Однако, у некоторых растений наблюдается вставочный (интеркалярный) рост, когда нарастание осуществляется у основания каждого междоузлия. По очертанию поперечного разреза различаются стебли округлые, ребристые, трехгранные, четырехгранные и др. Значительное разнообразие представляют стебли по положению в пространстве: прямостоячие, восходящие, стелющиеся, цепляющиеся, вьющиеся и др. Побеги бывают простые (неветвистые) и разветвленные. Благодаря ветвлению увеличивается поверхность побегов. Побеги могут ветвиться у основания, в средней части, у верхушки или по всей своей длине. Степень разветвления, направление роста ветвей и их размеры определяют габитус растений. Ветвление бывает двух типов – верхушечное и боковое. При верхушечном ветвлении конус нарастания раздваивается, в результате чего от верхушки оси первого порядка отходят две оси второго порядка, которые в дальнейшем в свою очередь раздваиваются. Такой тип ветвления называется вильчатым или дихотомическим. Образующиеся побеги могут быть одинаковых размеров (изотомическая дихотомия) либо один из них развивается сильнее (анизотомическая дихотомия). При боковом ветвлении новые оси побега возникают ниже его верхушки из пазушных почек. В результате одного или нескольких ветвлений образуется система осей. При боковом ветвлении она может быть моноподиальной или симподиальной. При моноподиальном ветвлении главный стебель, образующийся из почечки зародыша, сохраняет конус нарастания всю жизнь. Таким образом, главная ось побега имеет неограниченный верхушечный рост. От нее отходят оси второго, третьего и т.д. порядков, уменьшающиеся от основания к верхушке. Симподиальное ветвление обусловлено отмиранием точки роста главной оси. При этом из верхней пазушной почки развивается новый побег (побег замещения), превращающийся в главный, который растет в вертикальном направлении, как бы продолжая рост главного побега. Постепенно этот верхушечный рост прекращается, и под конусом нарастания из пазушной почки вновь развивается побег замещения II, а затем – III, IV, V и последующих порядков. Процесс замещения осей носит название перевершинивания. В результате развивается главная ось (главный ствол), состоящая из осей последующих порядков (симподиев). Боковые ветви тоже симподиально ветвятся, и вся система осей приобретает коленчатый характер. Особую форму симподиального ветвления представляет ложно- дихотомическое ветвление. При нем апикальная почка отмирает или просто не развивается, а растут две супротивно располагающиеся под верхушечной почкой боковые почки. Побег развивается из почки и после ее распускания покрывается листьями. Место прикрепления листа к стеблю называется узлом, а расстояние между двумя соседними узлами на стебле – междоузлием. Удлиненным побегамсвойственны длинные междоузлия, укороченным – очень короткие. На месте опавшего листа на побеге образуется листовой рубец, на котором заметны листовые следы сосудисто-волокнистых пучков. Параметры листовых рубцов и листовых следов разные у различных видов древесных пород. Это служит критерием при определении их в безлистном состоянии. Типичный укороченный побег – почка – это зачаточный побег, состоящий из зачаточного стебля, конуса нарастания и зачаточных листьев, располагающихся друг над другом. Почки различают по местоположению: верхушечные; боковые: пазушные (одиночные, групповые (сериальные, коллатеральные, мутовчатые)); придаточные; спящие. По назначению различают вегетативные почки, цветочные, смешанные, выводковые. Форма и размеры почек, число, структура, окраска, способы смыкания почечных чешуи специфичны для каждого вида растений и наряду с другими внешними особенностями служат диагностическими признаками для определения вида, когда растение находится в безлистном состоянии. При развитии побегов из почек почечные чешуи опадают, оставляя рубцы в виде почечных колец. По ним нетрудно подсчитать возраст побега. Практическое занятие 8 Цель: познакомиться с морфологическими особенностями строения побегов, получить навыки определения типа ветвления и возраста побегов. Материалы и оборудование: живые и гербарные образцы побегов (с листвой и без нее) ольхи клейкой, тополя бальзамического, осины, березы повислой, ясеня обыкновенного, каштана конского обыкновенного, яблони домашней, ели обыкновенной; пинцеты, лупы, препарировальные иглы, бинокуляры, линейки, чашки Петри. Работа 1 Морфология побега древесных растений Ход работы 1 Рассмотреть побеги с листвой различных деревьев и кустарников. Обратить внимание на стеблевые узлы, к которым прикрепляется один или несколько листьев, а также на междоузлия, листовую пазуху с пазушными почками, на верхушечную почку, которой заканчивается побег (рисунок 8.1). 2 Зарисовать схематично строение побега, отметив на рисунке узлы и междоузлия, боковые побеги и верхушечные почки, кроющие листья и пазуху листа. 3 Рассмотреть побеги без листьев различных деревьев и кустарников. Найти листовые рубцы с листовыми следами, почечные кольца. Подсчитать возраст побега. 4 Зарисовать строение побега без листьев, отметив листовые рубцы и следы, почечные чешуи, побеги разного возраста. Рисунок 8.1 – Морфологическое строение побега: А – ольха (Alnus): 1 – узлы,; 2 – междоузлия; 3 – кроющий лист; 4 – пазушные почки; 5 – верхушечная почка; Б – тополь (Populus); 1 – верхушечная почка; 2 – листовые рубцы; 3 – почечное кольцо; 4 – пучки листового следа; 5 – покоящаяся почка; 6 – укороченный побег (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 2 Укороченные и удлиненные побеги Ход работы 1 Рассмотреть удлиненные и укороченные побеги разных растений. Обратить внимание на сближенные междоузлия укороченных побегов (рисунок 8.2). 2 Рассмотреть листовые рубцы, листовые следы, почечные кольца. 3 Зарисовать схематично укороченные и удлиненные побеги, отразив листовые рубцы, листовые следы. Рисунок 8.2 – Удлиненные и укороченные побеги: А – березы бородавчатой (Betula pendula); Б – осины (Populus tremula); В – яблони (Malus) (а – удлиненный побег, б – укороченный побег); 1 – листовой рубец; 2 – листовые следы; 3 – пазушная зимующая почка (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 3 Ветвление побега Ход работы 1 Рассмотреть разные растения и найти побеги с дихотомическим, моноподиальным, симподиальным и ложнодихотомическим типом ветвления. 2 Зарисовать схематично типы ветвления. Отобразить верхушечные и боковые почки (рисунок 8.3), оси I, II, III и последующих порядков. Записать примеры растений с различными типами ветвления. Рисунок 8.3 – Типы ветвления стебля: А – дихотомическое; Б – моноподиальное; В – симподиальное; Г – ложнодихотомическое: 1, 2, 3, 4 – оси первого и последующего порядков (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 4 Строение почек Ход работы 1 На примере строения имеющихся древесных растений изучить строение почек. 2 Рассмотреть невооруженным глазом и с помощью лупы (5×, 10×) внешний вид почек. (Запомните! Листовые, смешанные и цветочные почки четко различаются по внешнему виду. Набухшие листовые почки более вытянутые и рыхлые, а цветочные и смешанные – округлые и плотные. Снаружи все они покрыты почечными чешуями.) 3 Зарисовать внешний вид почек, отобразив на рисунке их форму, размеры, окраску, локализацию на побеге, характер расположения почечных чешуй. 4 С помощью препарировальной иглы снять почечные чешуи с почки (рисунок 8.4), рассмотреть на оси (стебле) зачатки листьев (вегетативная почка), цветков или соцветия (смешанные почки) и зарисовать внешний вид таких почек, отметить на рисунке стебель, листовые бугорки, зачатки соцветия. Рисунок 8.4 – Строение почки. А – продольный разрез почки; Б – почка- стебель; 1 – зачаточное соцветие; 2 – зачатки листьев; 3 – конус нарастания; 4 – пазушные почки; 5 – стебель; 6 – почечные чешуи (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Вопросы для самоконтроля 1 Что собой представляет побег, узел, междоузлие, пазуха листа? 2 Что собой представляет почка? Каково ее строение? 3 Как классифицируются почки по назначению, местоположению, защищенности? 4 В чем заключается биологическое значение ветвления? 5 Чем отличается боковое ветвление от верхушечного? 6 Какие типы ветвления Вам известны? Охарактеризуйте их. Литература 1 Ботаника : Морфология и анатомия растений : учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биолог. и хим. спец. / А. Е. Васильев [и др] ; – 2-е изд., перераб. – М. : Просвещение, 1988. – С. 253 – 295. 2 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин. – Мн. : Высшая школа, 1997. – С. 195 – 204. 3 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений : учеб. пособие / Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей. – Мн. : Новое знание, 2002. – С. 176 – 196. |