Практикум. Методические указания по проведению лабораторных занятий, вопросы для самоконтроля
 Скачать 24.71 Mb.
|
|
Тема 15 Метаморфоз побега 1 Метаморфоз подземных побегов 2 Метаморфоз надземных побегов Основные понятия по теме Усиление у побега функции вегетативного размножения и рас- селения, а также запасающей функции, перенесение им неблагоприятных периодов года и воздействие других факторов могут привести к изменению его формы. При этом основная функция побега – осу- ществление фотосинтеза – либо сохраняется, либо утрачивается частично или полностью. Явление видоизменения основных органов растений, обусловленное сменой выполняемых ими функций или условий функционирования, называется метаморфозом. Истинный метаморфоз – превращение одного органа в другой со сменой формы и функций – происходит у многолетних травянистых растений. У них надземный побег, постепенно отмирая, превращается в корневище, луковицу, клубнелуковицу на время неблагоприятного периода. В большинстве случаев метаморфозу подвергаются не взрослые органы, а их зачатки, например, части побегов и листьев превращаются в усики, колючки. В эволюционной морфологии выделяют гомологичные и анало- гичные органы. К первым относят органы одинакового происхождения, развивающиеся из однотипных зачатков. Гомологичность некоторых ор- ганов не вызывает сомнений. Например, зеленые листья дуба, березы, подорожника, крапивы и многих других растений гомологичны. В других же случаях гомологичность органов не выражена столь четко и установить истину можно лишь при углубленном анализе онто- генеза растений. К примеру, бурые почечные чешуи, усики гороха, колючки барбариса, чешуйки лука, лист – ловчий аппарат росянки – все это гомологичные органы листового происхождения. Начало клубню картофеля, корневищу пырея дали типичные облиственные побеги в результате их метаморфоза (резкого, наслед- ственно закрепленного видоизменения), и их гомологичность побегу можно доказать при изучении развития и строения этих органов. Органы или их части с различной морфологической природой (эволюционное происхождение от различных структур), но выполняющие сходные функции и имеющие сходное внешнее строение, называют аналогичными. Например, шипы и колючки, выполняющие защитную функцию, могут быть различной морфологической природы. У барбариса и кактуса колючки представляют собой видоизмененные листья, у сливы – боковой побег; у шиповника и крыжовника шипы являются выростами наружных тканей стебля, а у белой ложной акации, дурнишника обыкновенного – прилистниками. Примером аналогичных органов могут также служить соцветия — корзинки подсолнечника – и отдельный цветок яблони или колокольчика. Практическое занятие 15 Цель: изучить видоизменения побега и его частей, выяснить причины их возникновения. Материалы и оборудование: фиксированные корневища пырея ползучего, купены лекарственной, лука огородного, тематический гербарий «Метаморфозы побегов»; микроскопы, пинцеты, лезвия, препарировальные иглы, предметные и покровные стекла, чашечки с водой и пипеткой, фильтровальная бумага. Работа 1 Метаморфоз подземных побегов Ход работы 1 Рассмотреть и зарисовать корневище пырея ползучего (Elytrigia repens (L.) Nevski). Отметить узлы, междоузлия, редуцированные листья, придаточные корни, верхушечную и пазушную почки (рисунок 15.1, А). 2 Рассмотреть и зарисовать корневище купены лекарственной (Polygonatum officinale L.). Отметить верхушечную почку, рубцы от побегов прошлых лет, придаточные кони. 3 Рассмотреть и зарисовать клубень картофеля (Solanum tuberosum L.). Отметить верхушечную и пазушные почки (глазки), их спиральное расположение на клубне. Сделать поперечный срез, рассмотреть простым глазом и с помощью лупы, зарисовать. Отметить перидерму, первичную кору, кольцо проводящих пучков и сердцевину (рисунок 15.1, Б, В). 4 Рассмотреть и зарисовать внешний вид и внутреннее строение (на продольном разрезе) лука огородного (Allium oleraceum L.). Отметить стеблевую часть – донце, видоизмененные листья – луковичные чешуи (покровные сухие и внутренние сочные) и верхушечную и пазушные почки (рисунок 15.1, Г). Рисунок 15.1 – Подземные видоизмененные побеги: А – корневище пырея ползучего (Elytrigia repens) (а — внешний вид; б — участок поперечного среза); Б – развитие клубня картофеля (Solanum tuberosum) на столоне (а, б, в); В – анатомическое строение клубня (поперечный срез); Г – луковица репчатого лука (Allium oleraceum) (а – внешний вид; б – луковица в разрезе); 1 – придаточные корни; 2 – чешуевидные листья; 3 – эпидермис; 5 – эндодерма; 6 – механическое кольцо; 7 – проводящие пучки; 8 – глазки; 9 – перидерма; 4, 10 – коровая паренхима; 11 – зерна крахмала; 12 – каменистые клетки; 13 – флоэма; 14 – камбий; 15 – ксилема; 16 – сухие чешуи; 17 – мясистые чешуи; 18 – донце; 19 – верхушечная почка; 20 – дочерняя луковица; 21 – придаточные корни (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 2 Метаморфоз надземных побегов Ход работы 1 Рассмотреть и зарисовать колючки боярышника (Crataegus sanguinea Pall.) побегового происхождения. Указать положение колючки относительно листа или листового рубца и наличие на колючке рудиментов почек (рисунок 15.2, А). 2 Рассмотреть и зарисовать колючки акации белой (Robinia pseudoacacia L.) – видоизмененные прилистники. Отметить положение колючек относительно листа (или листового рубца) (рисунок 15.2, А). 3 Рассмотреть и зарисовать колючки барбариса (Berberis vulgaris L.) – видоизмененные листья удлиненных побегов. Отметить наличие в пазухе колючек укороченных побегов, листья которых развиваются нормально, не видоизменяясь (рисунок 15.2, А). 4 Рассмотреть и зарисовать усики побегового происхождения винограда (Vitis vinifera). Отметить степень разветвленности усика (рисунок 15.2, Б). 5 Рассмотреть и зарисовать усики гороха (Pisum sativum) – метаморфоз части листочков сложного листа (рисунок 15.2, В). 6 Рассмотреть и зарисовать филлокладии иглицы (Ruskus ponticus) – метаморфоз стебля. Отметить листообразные стебли, развивающиеся из пазух чешуевидных листьев (рисунок 15.2, Г). Рисунок 15.2 – Метаморфоз надземных побегов: А – колючки (1, 2, 3 – боярышника восточного (Crataegus sanguinea), робинии ложноакации (Robinia pseudoacacia) , барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris); Б – усики винограда (Vitis vinifera); В – усики гороха (Pisum sativum); Г – филлокладий иглицы (Ruskus ponticus)(1 – чешуевидный лист; 2 – филлокладии; 3 – цветок) (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Вопросы для самоконтроля 1 Что собой представляет метаморфоз? Перечислите его типы. 2 Какие видоизменения корней Вам известны? 3 Чем отличаются способы утолщения корнеплода свеклы и редьки? 4 Что такое симбиоз? Какие типы симбиоза существуют? 5 Как возникает микориза? Перечислите ее типы. 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. 51 – 59. 2 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин. – Мн.: Высшая школа, 1997. – С. 63 – 69. 3 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений: учеб. пособие / Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей. – Мн. : Новое знание, 2002. – С. 285 – 301. Тема 16 Андроцей. Гинецей 1 Строение пыльника. Поперечный разрез через пыльник лилии (Lilium philadelphicum L.) 2 Строение пыльцы 3 Типы гинецея 4 Строение семязачатка ириса Основные понятия по теме Функционально важными частями цветка являются тычинки и пестики. Совокупность тычинок в цветке называется андроцей (от греч. aner – мужчина, oikos – дом), а совокупность пестиков – гинецей (от греч.genos – женщина, oikos). Морфологически и функционально тычинка соответствуют микроспорофиллу. Тычинка состоит из тычиночной нити, связника и пыльников. Обычно образуется два пыльника, в каждом из которых имеется два пыльцевых гнезда. Пыльцевое гнездо – это микроспорангий, в нем происходит образование и развитие микроспор – пыльцы. Связник – осевая часть тычинки, которая является продолжением тычиночной нити и соединяет между собой пыльники. В типичных тычинках связник имеет вид тонкой пластинки, в некоторых случаях разрастается и принимает вид коромысла, на концах которого находятся пыльники. Строение тычиночной нити очень простое. Снаружи она покрыта эпидермисом, под которым находится 2–3 слоя тонкостенных паренхимных клеток, центральное положение занимает проводящий пучок из ксилемы и флоэмы. Проводящий пучок продолжается в связник, иногда там разветвляется. Развитие тычиночной нити отстает от развития пыльника, который образуется первым. Затем путем вставочного роста образуется тычиночная нить. Если тычиночная нить отсутствует, пыльники называются сидячими. Пыльник имеет многослойные стенки, ограничивающие пыльцевое гнездо. Наружным слоем является эпидермис с хорошо развитой кутикулой. Под эпидермисом располагается фиброзный слой из клеток с неравномерными утолщениями, способствующий раскрыванию пыльника. Самый внутренний слой в стенках пыльника – это выстилающий слой, или тапетум. Он участвует в питании созревающей пыльцы. Клетки тапетума относительно крупные, тонкостенные, богатые зернистой цитоплазмой, часто многоядерны. Тапетум – недолговечная ткань, разрушающаяся ко времени созревания спор. Пыльца образуется из клеток археспория путем редукционного деления. Каждая материнская клетка дает тетраду спор – четыре пыльцевых зерна. Пыльцевое зерно представляет собой гаплоидную клетку с двухслойной оболочкой (экзина – наружный слой и интина – внутренний). Экзина более плотная, часто имеет местные утолщения; интина более тонкая и мягкая, состоит из пектина. Различают несколько типов андроцея. У ряда растений он состоит из тычинок разной длины: 1) двусильный – две тычинки из четырех длиннее (норичниковые); 2) четырехсильный – четыре длинных и две коротких тычинки (капустные). Если тычинки свободные, то андроцей называется многобратственным; если все тычинки срастаются за исключением одной – двубратственный андроцей (у фасоли, гороха). Гинецей – совокупность плодолистиков, или карпелей, цветка, образующих один или несколько пестиков. Пестик занимает в цветке верхушечное положение, состоит из завязи, столбика и рыльца. В завязи развиваются семяпочки, образуются женские гаметы, происходит оплодотворение. Часть стенки завязи, на которой образуются семяпочки, называется плацентой. Пестик – полый орган, образующийся от срастания краев плодолистика или нескольких плодолистиков (карпелл) (рисунок 16.1). Если каждый отдельный плодолистик, срастаясь своими краями, образует пестик, гинецей называется апокарпным. Пестиков в цветке получается столько, сколько было плодолистиков (у лютиковых, некоторых розоцветных и др.). Если семязачатки в сросшемся плодолистике располагаются по брюшному шву – краевая плацентация, по средней жилке – спинная, на боковых сторонах – ламинальная. Первые два типа относятся к постенной плацентации. Если пестик образуется от срастания нескольких плодолистиков, то гинецей называют ценокарпным и подразделяют на синкарпный, паракарпный и лизикарпный. В синкарпном гинецее края плодолистиков заворачиваются глубоко внутрь. Срастаясь боковыми поверхностями они доходят до центра завязи и делят ее плоскость на гнезда. Плацентация в этом типе гинецея центрально-угловая (у лилейных, яблоневых). Рисунок 16.1 – Строение пестика: з – завязь, ст – столбик, р – рыльце, 1 – апокарпный пестик, 2–4 – синкарпные (из Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин , 1997) В паракарпном гинецее соседние плодолистики срастаются лишь своими краями, поэтому получается одногнездная завязь. Семязачатки располагаются по краям плодолистиков – париетальная (постенная) плацентация (у тыквенных, фиалки, смородины, крыжовника). В лизикарпном гинецее завязь тоже одногнездная, но семязачатки прикрепляются к колонке (образуется путем частичного растворения стенок многогнездной синкарпной завязи, представляет собой сросшиеся края плодолистиков, несущих плаценты). Такая плацентация называется колончатой (у гвоздичных, первоцветных). Рыльце – специализированная часть плодолистика, восприни- мающая пыльцу; поверхность рыльца покрыта проводниковой тканью, которая выполняет секреторную роль, образуется из клеток эпидермиса и субэпидермального слоя. Столбик у разных растений развит в различной степени, у некоторых отсутствует. Строение семяпочки. Семяпочка состоит из нуцеллуса и покровов. Нуцеллус – центральная часть семяпочки. Покровы (интегументы) практически со всех сторон окружают нуцеллус семяпочки. В верхней части покровы не смыкаются, оставляя щель или канал, – пыльцевход или микропиле. Противоположный микропилярному полюс называется халазой. Здесь семяпочка прикрепляется посредством семяножки к стенкам завязи. Семяпочка называется прямой или атропной, если микропиле и семяножка находятся на одной оси. Обратные, анатропные, семяпочки повернуты на 180 градусов таким образом, что микропиле находится близ основания семяножки. Семяпочка называется полусогнутой, гемитропной, если ее ось находится под прямым углом к оси семяножки. Внутри нуцеллуса образуется зародышевый мешок, в котором в результате ряда последовательных делений образуются: на микропилярном конце зародышевого мешка – яйцеклетка и две клетки-синергиды, на противоположном полюсе три клетки-антипода. Практическое занятие 16 Цель: рассмотреть строение андроцея и гинецея, их особенности. Материалы и оборудование: постоянные препараты поперечного среза пыльника и завязи, пыльца цветущих растений, микроскопы МБР – 1, препарировальные иглы, предметные и покровные стекла, фильтровальная бумага, практикумы по анатомии и морфологии растений таблицы. Работа 1 Строение пыльника. Поперечный разрез через пыльник лилии (Lilium philadelphicum L.) Ход работы Рассмотреть при малом увеличении микроскопа постоянный препарат «Поперечный разрез через пыльник лилии». Сравнить изученный объект с изображением на рисунке 16.2, зарисовать. Отметить эпидермис, фиброзный слой, срединные слои, остатки тапетума, пыльцу. Рисунок 16.2 – Поперечный разрез через пыльник лилии: 1– эпидермис, 2 – фиброзный слой, 3 – проводящий пучок связника, 4 – пыльца (из Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин, 1969) Работа 2 Строение пыльцы Ход работы Приготовить препарат пыльцы цветущих растений. Рассмотреть (при большом увеличении) и зарисовать пыльцевые зерна, отметив их форму, поверхность экзины, наличие ростковых пор. Для сравнения можно использовать рисунок 16.3. Рисунок 16.3 – Пыльцевые зерна (микроспоры) разных растений: 1 – магнолия (Magnolia grandiflora), 2 – пион (Paeonia wittman-niana), 3 – гименократер Hymenocrater bituminosus, 4 – пырей (Agropyron elon- gatum), 5 – чертополох (Carduus acanthoides), 6 – ахирантес (Achyranthes aspera), 7 – лаватера (Lavatera sp.) и незабудка (Myosotis silvestris), 8 – проросшие пыльцевые зерна табака (Nicotiana alata) (из Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин, 1969) Работа 3 Типы гинецея Ход работы Познакомиться с различными типами гинецея (апокарпным, синкарпным, паракарпным, лизикарпным), зарисовать схематично их поперечные срезы (рисунок 16.4). Рисунок 16.4 – Поперечные срезы гинецея (схемы): А – апокарпный трехпестичный с краевой плацентацией, Б – синкарпный трехгнездный с центрально-угловой плацентацией, В – паракарпный с постенной плацентацией, Г – лизикарпный с колончатой плацентацией (из Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин , 1997) Работа 4 Строение семязачатка ириса (Iris germanica L.) Ход работы При большом увеличении микроскопа рассмотреть на постоянном препарате строение сямязачатка, сравнить с изображением на рисунке 16.5. Зарисовать детальное строение семязачатка и отметить на рисунке: плаценту, проводящий пучок, халазу, интегумент, микропиле, нуцеллус, зародышевый мешок, яйцеклетку, синергиды, антиподы, вторичное ядро. Рисунок 16.5 – Разрез семязачатка ириса (Iris germanica): 1 – плацента, 2 – проводящий пучок, 3 – халаза, 4 – интегумент, 5 – микропиле, 6 – нуцеллус, 7 – зародышевый мешок, 8 – яйцеклетка, 9 – синергиды, 10 – антиподы, 11 – вторичное ядро, 12 – пыльцевая трубка (из Н. С. Киселева , Н. В. Шелухин, 1969 г.) Вопросы для самоконтроля 1 Что представляет собой андроцей; какие типы андроцея характерны для растений? 2 Каково строение тычинки; ее составляющих? 3 Дайте определения понятиям: гинецей, пестик, плодолистик. 4 Какие существуют типы гинецея и плацентации? 5 Как устроен семязачаток? Литература 1 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин. – Мн. : Высшая школа, 1997. – С. 291 – 295. 2 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений: учеб. пособие / Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей. – Мн. : Новое знание, 2002. – С. 349 – 396. 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. – С. 374 – 396. 4 Киселева, Н. С., Атлас по анатомии растений / Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин; под ред. С. В. Калишевича. – Мн. : Вышэйш. школа, 1969. – С. 237 – 261. Тема 17 Цветок 1 Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens L.) 2 Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea (L.) Ker.- Gawl.) 3 Строение цветка картофеля (Solarium tuberosum L.) 4 Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum L.) 5 Строение цветка нивяника обыкновенного (Leucanthemum vulgare Lam.) 6 Строение цветка осоки пузырчатой (Саrех vesicaria L.) 7 Строение цветка ржи посевной (Secale cereale L.) Основные понятия по теме Цветок представляет собой орган размножения у покрытосеменных. Исключительность цветка как особой морфологической структуры в следующем (рисунок 17.1, А): в нем полностью совмещаются все процессы бесполого и полового размножения. В обоеполом цветке осуществляются микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение и развитие зародыша. Завершается развитие цветка образованием плода с семенами. Благодаря особенностям строения цветок осуществляет все эти функции с наименьшим расходованием пластических веществ и энергии. По расположению цветок бывает верхушечным и боковым. Участок между кроющим листом и цветком называют цветоножкой. На ней располагаются маленькие листочки (два -у двудольных, один -у однодольных) – предлистья, или прицветнички. Цветки, не имеющие цветоножки, называются сидячими. В самом цветке различают ось, или цветоложе, и располагающиеся на нем листочки околоцветника; тычинки (андроцей); пестики (гинецей), состоящие из одного или из нескольких плодолистиков. В завязи пестика находятся семязачатки (семяпочки). После опыления и оплодотворения завязь превращается в плод, а семязачатки – в семена. Цветоложе бывает выпуклым, вытянутым, плоским и вогнутым (рисунок 17.1, Б). Элементы цветка могут располагаться на нем спирально (спиральные,или ациклические, цветки) либо кругами – мутовками (циклические, или круговые, цветки). У некоторых цветков наружные элементы располагаются на цветоложе по кругу, а внутренние – по спи- рали. Такие цветки называются полукруговыми или гемициклическими. Разросшуюся между околоцветником и гинецеем часть цветоложа называют тором. У ряда цветков в результате срастания цветоложа, нижних частей околоцветника и андроцея образуется особая структура – гипантий (у растений семейства розоцветных, у многих видов бобовых). Рисунок 17.1 – Морфология цветка: А – обобщенная схема строения: (1 – пестик: а – завязь; б – столбик; в – рыльце; г – плацента; д – семязачаток; 2 – тычинка: е – тычиночная нить; ж – связник; з – пыльник; и – тетрады спор; 3 – нектарник; 4 – стаминодий; 5– венчик: к – лепесток;б – чашечка; 7 – подчашие, 8 – цветоложе; 9 – цветоножка: 10 – прицветник; 11– прицветничек); Б – форма цветоложа (а – вогнутое – у шиповника; б – плоское – у пиона; в – выпуклое – у лютика); В – типы околоцветника (а – простой – у ландыша; б – без околоцветника – у ясеня; в – двойной – у сливы); Г– симметрия цветка (а – актиноморфный – у герани; б – зигоморфный – у фиалки трехцветной; в – асимметричный – у канны); Д – лепестки (а – ноготок; б – пластинка; е – чешуйка, прикрывающая нектарную ямку); Е – некоторые формы сростнолепестных венчиков (а – колесовидный – у вербейника; б – воронковидный – у табака; в –колокольчатый – у ряда однодольных; г – трубчатый – у подсолнечника; д – трубчатый с блюдцевидным отгибом – у сирени обыкновенной; е – колпачковый – у винограда; ж – язычковый – у одуванчика лекарственного; з – двугубый – у представителей семейства губоцветных; 1 – трубка венчика; 2 – отгиб; 3 – зев венчика (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Цветок, в котором завязь свободная, ни с чем не срастается, а все элементы располагаются на цветоложе ниже ее, называют подпестичным, с верхней завязью (рисунок 17.2, Г, а). Если элементы цветка располагаются над завязью и их нижние части срастаются с ее наружной стенкой, завязь называют нижней (рисунок 17.2, Г, г, д), а сам цветок – надпестичным, поскольку все его элементы прикрепляются к цветоложу на уровне верхушки завязи. Средней является завязь (рисунок 17.2, Г, б, в), располагающаяся на дне вогнутого, расширенного или кувшинообразного цветоложа (гипантия), но не срастающаяся с ним. Цветок в данном случае называют околопестичным. Различают еще полунижнююзавязь (рисунок 17.2, Г, е), когда нижняя ее половина срастается с другими частями цветка. Цветок в таком случае называют полунадпестичным. Различают стерильные элементы цветка (околоцветник) и фертильные, или репродуктивные (андроцей и гинецей). Околоцветник, состоящий из чашелистиков (чашечка) и лепестков (венчик) цветка, называется гетерохламидным (двойным), а из одинаковых, не дифференцированных на чашечку и венчик листочков – гомохламидным (простым). Околоцветник может быть такого же цвета, как венчик (венчиковидный) или как чашечка (чашечковидный простой околоцветник). У некоторых растений околоцветника нет. Такие цветки (голые) называются апохламидными. Предполагается, что отсутствие околоцветника - это приспособление к ветроопылению (рисунок 17.1, В). По околоцветнику определяют симметрию цветка. У правильного, или актиноморфного, цветка несколько плоскостей симметрии; у мо- носимметричного, или зигоморфного, – одна; у асимметричного – ни одной (рисунок 17.1, Г). Чашечка бывает свободной (раздельнолистная) или сросшейся на большем либо меньшем протяжении (сростнолистная). В последней различают трубку и зубцы или лопасти (в зависимости от характера и степени срастания чашелистиков). В зависимости от формы трубки различают трубчатую, колокольчатую, воронковидную чашечки. Венчик образует внутреннюю часть двойного околоцветника. Однако у некоторых растений он полностью редуцирован, и в таких случаях его функции выполняет чашечка. Различают сростнолепестные и раздельнолепестные венчики. У последних пластинка лепестка чаще бывает недифференцированная, но иногда четко подразделяется на две части (рисунок 17.1, Д): нижнюю суженную (ноготок) и верхнюю расширенную (собственно пластинка). В месте перехода ноготка в пластинку, на внутренней стороне лепестка часто развиваются выросты. В совокупности они образуют привенчик, или коронку. Рисунок 17.2 – Гинецей: А – моркови; Б – ивы; В – мака; 1 – завязь; 2 – столбик; 3 – рыльце; Г – типы завязи (а - верхняя; б, в – средняя; г, д – нижняя; е – полунижняя); Д – типы гинецея и плацентации {вверху – типы генецея; внизу – поперечные срезы гинецея): а – апокарпный, трехпестичный гинецей с краевой плацентацией; б – пестик, образованный одним плодолистиком, плацентация краевая; в – д – ценокарпные гинецеи: в – синкарпный трехгнездный с центрально-угловой плацентацией; г – паракарпный с постенной плацентацией; д – лизикарпный с ложноосевой плацентацией (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Сростнолепестный венчик свойственен, как правило, насекомоопыляемым цветкам. В нем различают нижнюю сросшуюся часть (трубка) и верхнюю расширенную (отгиб). Место перехода трубки в отгиб называется зевом (рисунок 17.1, Е, д). В зеве иногда формируются различного рода выросты и придатки. У цветков растений семейств лютиковых, маковых, фиалковых, орхидных и других имеется шпорец - полый орган, образующийся из лепестка или листочка простого околоцветника в связи со специализированным их опылением. Стенка шпорца или находящиеся внутри него нектарники выделяют нектар. Практическое занятие 17 Цель: изучить закономерности расположения разных элементов цветка. Рассмотреть особенности внешнего строения чашелистиков, ле- пестков, тычинок, пестиков в различных цветках. Познакомиться с разными типами цветков (по строению околоцветника, андроцея, гинецея). Материалы и оборудование: живые и фиксированные цветки следующих растений (лютика ползучего, гусиного лука желтого, гороха посевного, нивяника обыкновенного, ржи посевной, осок,); динамичный макет цветка; бинокуляры; лупы; пинцеты; препарировальные иглы; предметные стекла; фильтровальная бумага. Работа 1 Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens) Ход работы Цветки одиночные или собраны в цимозные соцветия, гемицик- лические, актиноморфные, с двойным околоцветником (рисунок17.3). Цветоложе выпуклое. Чашечка состоит из 5 слегка отстоящих от венчика голых или снаружи опушенных, продолговатых, заостренных чашелистиков. Венчик состоит из пяти обратноширокояйцевидных золотисто-желтых лепестков, в основании - с нектарной ямкой, прикрытой чешуйкой. Тычинки многочисленные, в виде тонких, слегка расширяющихся книзу длинных нитей; пыльники неподвижные овальные. Пестики мелкие, многочисленные, округлотреугольные, стилодии небольшие, прямые, завязи слегка опушенные. Формула: * Са 5 Со 5 А ∞ G ∞ Рисунок 17.3 – Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens): А – верхняя часть растения; Б – цветок в продольном разрезе; В – лепесток (1); Г – тычинка (2); Д – пестик (3); Е – гинецей; Ж – плодик- орешек; 3 – поперечный срез завязи; И – диаграмма цветка; 4 – чашелистики; 5 – цветоложе; б – цветоножка; 7 – чешуйка, прикрывающая нектарную ямку; 8 – тычиночная нить; 9 – пыльник; 10 – рыльце; 11 – завязь; 12 – семязачаток (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Зарисовать: 1) общий вид цветка со стороны цветоножки; 2) лепесток с внутренней стороны, отобразив нектарную ямку, прикрытую чешуйками; 3)продольный разрез цветка, отобразив выпуклое цветоложе, многочисленные тычинки и пестики, околоцветник; 4) тычинку; 5) пестик; 6) диаграмму цветка, составить его формулу. Работа 2 Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea (L.)Ker.-Gawl.) Ход работы Цветки собраны в немногоцветковые зонтиковидные соцветия, реже – одиночные. Околоцветник простой (рисунок 17.4), состоит из шести ланцетовидных, бледно-желтых, снаружи зеленоватых листочков с нектарной ямкой при основании. Листочки наружного круга обычно не- сколько длиннее листочков внутреннего круга. Тычинок 6, они короче листочков околоцветника, неподвижные, продолговатые или линейно- продолговатые. Тычиночные нити плоские, расширяются книзу. Завязь трехгнездная, с многочисленными семяпочками. Столбик трехгранный, с головчатым или слаботрехлопастным рыльцем. Формула: * Р 3+3 А 3+3 G (3) Зарисовать: 1) общий вид цветка; 2) диаграмму цветка, составить его формулу. Рисунок 17.4 – Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea): А – общий вид; Б – листочки околоцветника; В – цветок без околоцветника; Г – поперечный срез завязи; Д – диаграмма цветка; 1 – цветоножка; 2 – листочки наружного (а) и внутреннего (б) кругов околоцветника; 3 – нектарная ямка; 4 – тычиночные нити; 5 – пыльник; 6 – завязь; 7 – столбик; 8 – рыльце; 9 – гнездо завязи; 10 – семязачатки; Л – проводящие пучки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 3Строение цветка картофеля (Solarium tuberosum L.) Ход работы Цветки группируются по 10 – 20 и образуют двойные завитки. В середине почти плоского, широко открытого цветка (рисунок 17.5) возвышаются конусообразно сложенные тычинки. Чашечка сростнолистная, пятичленная; трубка ее короткая. Венчик плоский, колесовидный, состоит из 5 сросшихся лепестков; трубка его очень короткая, с приросшими внизу, поочередно с лопастями, тычинками. На верхушке пыльника тычинки вскрываются и в результате образуются отверстия. Гинецей ценокарпный, состоит из 2 сросшихся плодолистиков. Завязь верхняя, двугнездная. Столбик один; рыльце у него головчатое. Семязачатки многочисленные. Формула: *Са (5) Со ( 5) А (5) G (2) Зарисовать: 1) общий вид цветка, отобразив возвышающиеся тычинки; 2) колесовидный венчик; 3) тычинку; 4) поперечный срез завязи; 5) диаграмму цветка, составить его формулу. Рисунок 17.5 – Цветок картофеля (Solarium tuberosum): А – цветущая ветка; В – продольный разрез цветка, В – тычинки; У – диаграмма цветка (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 4 Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum L.) Ход работы Цветок зигоморфный, пятикруговой. Чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков с зубчиками. Венчик мотылькового типа, также состоит из 5 свободных, белых, резко различающихся лепестков. Самый большой верхний непарный лепесток называется парусом или флагом; два боковых – веслами или крыльями; два нижних, сросшихся верхними краями, – лодочкой. В цветке 10 тычинок; 9 из них срослись нижними частями своих тычиночных нитей и образовали тычиночную трубку, которая охватывает пестик; 10-я тычинка, супротивная парусу, остается свободной (двубратственный андроцей). Пестик состоит из одного плодолистика (апокарпный гинецей); столбик изогнутый; рыльце ворсистое (рисунок 17.6). Формула: ↑ Са (5) Со 1+2+(2) А (9) + 1 G 1 Зарисовать: I) общий вид цветка; 2) чашечку; 3) отпрепарированные лепестки; 4) развернутую тычиночную трубку и свободную тычинку; 5) пестик; 6) поперечный срез завязи; 7) диаграмму цветка, составить его формулу. Рисунок 17.6 – Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum): А – общий вид; Б – лепестки; В – двубратственный андроцей; Г– пестик; Д – поперечный срез завязи; Е – диаграмма цветка; 1 – цветоножка; 2 – чашечка; 3 – парус; 4 – весла; 5 – лепестки лодочки; 6 – ноготок; 7 – тычиночная трубка; 8 – пыльники; 9 – тычиночная нить; 10 – завязь; 11 – стилодий; 12 – рыльце; 13 – семязачатки; 14 – про- водящие пучки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002). Работа 5 Строение цветка нивяника обыкновенного (Leucanthemum vulgare Lam.) Ход работы В соцветии корзинка нивяника (рисунок 17.7) в середине располагаются трубчатые цветки, а по краям - цветки зигоморфного типа - ложноязычковые белые. В нижней части последних располагается завязь. От ее вершины отходит короткая трубка венчика, вытянутая вверху в длинный белый язычок с тремя зубчиками на конце. Как полагают, образовался этот венчик из двугубого цветка вследствие редукции верхней губы. В трубке венчика тычинок нет, а от верхушки завязи отходит столбик, заканчивающийся двураздельным рыльцем. Следовательно, ложноязычковый цветок является цветком однополым, пестичным. Благодаря расположению белых ложноязычковых цветков по краю корзинки ее размеры увеличиваются, что придает ей контрастность и делает более заметной для насекомых. Именно эти цветки привлекают насекомых. Срединные цветки трубчатые, актиноморфные, четырехкруговые, с нижней завязью. Формула: ↑ К 0 С (3) А 0 G (2) Зарисовать: 1) продольный разрез корзинки, отобразив слабовы- пуклое ложе, трубчатые срединные и ложноязычковые краевые цветки; 2) ложноязычковый пестичный цветок с внутренней стороны. Работа 6 Строение цветка осоки пузырчатой (Саrех vesicaria L.) Ход работы Соцветие колосовидно-метельчатое, располагается на остро- трехгранном шероховатом стебле. Нижний кроющий лист с коротким влагалищем, длиннее всего соцветия (или равен ему), плоский, по краям и средней жилке острошероховатый, ярко-зеленый. Верхние 2-3 колоска тычиночные, прямостоячие, линейные. Каждый тычиночный цветок представлен 3 тычинками, располагающимися в пазухе кроющей чешуйки (прицветного листа). В начале развития цветка тычиночные нити короткие, позднее - вытягиваются и выносят пыльники за пределы чешуи (рисунок 17.8). Пестичные колоски (2-3) цилиндрические, верхний - почти сидячий, нижний - на довольно длинной ножке. Пестичный цветок располагается в пазухе кроющего листа (чешуйки) и окружен мешочком длиной 7-8 мм. Мешочки отклоняются от оси колоска под острым углом и постепенно сужаются в недлинный носик, глубоко двузубчаторасщепленный. Внутри мешочка, у его основания, лежит завязь. Длинный столбик пестика выступает через носик и заканчивается тремя нитевидными рыльцами. Формула: ♂ Р 0 А 3 G 0 ; ♀ Р 0 А 0 G (3) ; Зарисовать: 1) тычиночный цветок с кроющей чешуей; 2) пестик; 3) мешочек с кроющей чешуей; 4) диаграмму цветка, составить его формулу. Рисунок 17.7 – Строение цветка нивяника обыкновенного (Leucanthemum vulgare): А – прикорневая часть растения; Б – цветоносный побег; 1 – ложноязычковый цветок; 2 – трубчатый цветок, 3 – он же – в продольном разрезе; 4 – столбик с рыльцами, 5 – плод-семянка; 6 – листочек обертки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002). Рисунок 17.8 – Строение цветка осоки пузырчатой (Саrех vesicaria): А – общий вид растения, Б – тычиночный цветок; В – пестичный цветок, Г– пестик, Д – диаграмма цветка (а – , б – ), 1 – кроющий лист, 2 – колоски тычиночных (а) и пестичных (б) цветков; 3 – кроющие чешуи, 4 – пыльник, 5 – тычиночная нить, 6 – мешочек, 7 – носик, 8 – завязь, 9 – столбик, 10 – рыльце (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Работа 7 Строение цветка ржи посевной (Secale cereale L.) Ход работы Цветки собраны в простые соцветия – колоски, образующие в свою очередь сложный колос. В основании колоска располагаются две шиловидные колосковые чешуи, за ними – два развитых цветка. Цветок ржи (рисунок 17.9), как и других злаков, имеет околоцветник, состоящий из чешуи и пленок. Снаружи он одет двумя цветковыми чешуями. Нижняя из них - более плотная, кожистая, зеленая, заканчивается длинной зазубренной остью и охватывает большую часть цветка. Ость считают рудиментом листовой пластинки, чешуйку - видоиз- мененным влагалищем листа, полагая, что она играет в цветке ржи роль прицветного листа. Верхняя цветковая чешуйка с двумя жилками, тонкая, пленчатая, тупая, охватывает цветок, начиная со средней линии соцветия и с двух боковых сторон. Это дает основание предполагать, что она состоит из двух сросшихся листочков наружного круга околоцветника. Внутренний круг состоит из двух пленочек-лодикул, способных разбухать к периоду цветения, благодаря чему цветковые чешуи раз- двигаются и созревшие тычинки, а также рыльце выдвигаются из цветка. Третий круг составляют 3 тычинки, в крупных пыльниках которых образуется много сухой пыльцы. Тычиночные нити до цветения короткие, во время цветения очень быстро, за несколько минут, удлиняются и пыльники свешиваются из цветка. После созревания пыльцы (протерандрия) выдвигается двураздельное перистое рыльце пестика. Пестик образован двумя плодолистиками с одногнездной верхней завязью с одним семязачатком. Гинецей у злаков псевдомонокарпный. Плод у них зерновка; ее пленчатый околоплодник плотно прилегает к семени и срастается (по мнению некоторых авторов, слипается) с семенной кожурой. Большую часть единственного семени составляет эндосперм. Формула: ↑ Р (2) + 2 А 3 G (2) Зарисовать: 1) внешний вид двухцветкового колоска; 2) раскрытый цветок; 3) колосковые (нижнюю и верхнюю цветковые чешуи; лодикулы; 4) тычинку, пестик. Составить формулу и диаграмму цветка. Рисунок 17.9 – Строение цветка ржи посевной (Secale cereale): А – общий вид двухцветкового колоска (1 – колосковая чешуя); Б – нижняя цветковая чешуя (2), В – верхняя цветковая чешуя (3) с лодикулами (4), Г– тычинки и пестик, 5 – киль, 6 – ость, 7– пыльник, 8 – тычиночная нить, 9 – завязь, 10 – двураздельное рыльце; Д – диаграмма цветка (1 – ось; 2 – нижняя цветковая чешуя, 3 – верхняя цветковая чешуя, 4 – лодикулы, 5 – тычинка; 6 – пестик с двумя рыльцами) (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002) Вопросы для самоконтроля 1 Назовите элементы цветка и укажите, какие из них стеблевого, а какие – листового происхождения? 2 Какие вы знаете виды цветоложа. 3 Какие цветки называются голыми? 4 Каково строение околоцветника? Назовите его виды. 5 Чем отличаются циклические, гемициклические и спиральные цветки? 6 Перечислите типы чашечек и венчиков. В чем заключена их функция? 7 Какие вы знаете фертильные органы цветка? 8 Какие цветки называются мужскими, а какие – женскими? 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. С. 104 – 119. 2 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин. – Мн. : Высшая школа, 1997. – С. 114 – 127. 3 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений: учеб. пособие / Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей. – Мн. : Новое знание, 2002. – С. 349 – 390. |