Практикум по общей биологии


Тип ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ

Тип ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ (РТЕРШОРНУТА)МУЖСКОЙ ПАПОРОТНИК (А8РШШМ РНЛХ МАЗ)Гербарий

Папоротник — многолетнее растение, широко распространенное в наших лиственных лесах. Спорофит папоротника представляет собой самостоятельно существующее растение с широкими сложно рассеченнымилистьями, на нижней стороне которых помещаются сорусы (скопленияспорангиев с развивающимися спорами).

42

Стебли папоротника содержат сосудисто-волокнистые пучки с водоносными трубками в центре (ксилема) и с трубками для передвиженияорганических веществ по периферии (флоема).

Экстракт корневища мужского папоротника применяется как противоглистное средство.

РАЗРЕЗ ЧЕРЕЗ СОРУС ПАПОРОТНИКАМикропрепарат

Наблюдение при слабом и сильном увеличении микроскопа

На нижней поверхности листа виден сорус (рис. 24).Каждый сорус .покрыт сверху тонкой пластинкой — покрывал ь д е м-и н д у з и е м. Спорангии имеют вид округлых коробочек; каждый спорангий сидит на многоклеточной ножке и

одет однослойной оболочкой. По гребню спорангия черезверхушку проходит ряд сильно .побуревших утолщенных клеток, образующих кольцо. При созревании спорангия кольцоразрывается и из лопнувшего спорангия высыпаются споры.Споры имеют двойную оболочку и окружены слизистой массой, образующейся из клеток внутренней .полости спорангия.

43

ЗАРОСТОК ПАПОРОТНИКАМикропрепарат

Наблюдение с помощью лупы или при слабом увеличении

микроскопа

Заросток, или гаметофит, развивающийся из прорастающей споры, представляет собой небольшую сердцевидную пластинку с ризоидами на нижней стороне

(рис. 25). Пластинка состоит .из паренхимных клеток, богатых хлорофилловыми зернами. Рассмотрите половые органы,находящиеся на нижней стороне заростка. Бутылкообразныеархегонии располагаются недалеко от сердцевиднойвпадины заростка. Мешковидные антеридии находятсяближе к заостренному .краю пластинки между ризоидами.

44

Тип ПЛАУНОВИДНЫЕ (ЬУСОРЗЮА)

СЕЛАГИНЕЛЛА (5ЕЕАОШЕ1ХА)

СПОРОНОСНЫЙ КОЛОСОК

Микропрепарат

Наблюдение при слабом и сильном увеличении микроскопа

Селагинелла принадлежит к разноспоровым плаунам, образующиммикро- и макроспоры. Листья, покрывающие тонкий травянистый стебельспорофита, бывают двух родов: одни из них фотосинтезирующие,другие, собранные на верхушке колоском, споронесущие. Препаратпредставляет собой продольный срез через спороносный колосок.

Рис. 26. Разрез через спороносный колосок плауна (5е1адте11а).

I — микроспорангий; 2 — макроспорангий; 3 — спороносное растение с колосками; 4 — побег снизу с воздушными корнями.

Рассмотрите спороносный колосок (рис. 26), в серединекоторого проходит ось с отходящими от нее с обеих сторонспорофиллами — споролистиками. На внутренней стороне каждого спорофилла находится по одному спорангию.Спорангии имеют вид шаровидных тел, сидящих на короткихножках и покрытых многослойной оболочкой. Внутри однихспорангиев (м и к р о с п о р а и г и е в) находится масса мел

45

ких микроспор, в других (макроспор ангиях)—триили четыре макроспоры. Микроспоры при прорастаниидают .мужской, макроспоры — женский заросток.

Тип ПОКРЫТОСЕМЯННЫЕ, ИЛИ ЦВЕТКОВЫЕ(АМС105РЕКМАЕ)

РАЗМНОЖЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИИСТРОЕНИЕ ЦВЕТКА

Для знакомства со строением цветка берут свежий или фиксированный в 70° спирте или, наконец, засушенный материал в зависимости оттого, когда изучаются растения. Можно взять цветы черемухи (семействорозоцветных), калужницы (семейство лютиковых), лилии, тюльпана (семейство лилейных) и любые другие, но с правильным околоцветником.

Цветок представляет собой укороченный неразветвленныйстебель, на котором находятся спороносные, сильно измененные листья, окруженные тоже измененными листьями покровного значения. Обратите внимание .на эти покровные листья,составляющие ч ашечку и венчик цветка. Оторвав пинцетом зеленые чашелистики и окрашенные лепестки венчика,вы увидите в центральной части цветка образовавшийся врезультате срастания макроспоролистиков (плодолистиков)пестик, окруженный несколькими тычинками, образовавшимися в результате срастания микроспоролистиков.Отметьте расширенную часть .пестика — завязь; в ней находится семяпочка (макроспорангий) с крупной клеткой (макроспорой), которая в дальнейшем здесь же развивается в женский гаметофит (зародышевый мешок).

Рассмотрите тычинку, состоящую из нити (жилка листа)и мешковидного пыльника — микроспорангия, с пыльцевыми зернами — микроспорами. Каждое пыльцевое зерно, или пылинка, содержит одно ядро, которое скоро делится на два— вегетативное и ге н е р а т и в н о е ядра.В таком виде пылинка попадает на рыльце пестика и, прорастая, продолжает развиваться в мужской гаметофит. Такимобразом, все растение с развившимися цветами представляетсобой спорофит, из спор которого развиваются гаметофитыздесь же, не отделяясь от спорофита.

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ ПЫЛЬНИКАМикропрепарат

Наблюдение при слабом и сильном увеличении микроскопа

В поле зрения видны камеры (рис. 27), наполненныепыльцой. Правая и левая половины пыльника соединенылри помощи связника, в котором проходит сосудисто-волок-

46

Рис. 27. Строение пыльника лилии (поперечный разрез).

./ — наружный эпидермис; 2 — фиброзный слой; 3 — пыльца; 4 — связник,.5 — сосудисто-волокнистый пучок.

Рис. 28. Поперечный разрез завязи гиацинта.

/ _ гнездо; 2 — семяпочка; 3 — ножка семяпочки; 4 — зародышевый мешок на стадии макроспоры.

47

«истый пучок. Стенки .камер построены из трех слоев: наружного — эпид ер миса, среднего —фиброзного, или (волокнистого, и внутреннего — эпителия. При созревании пыльникафиброзная ткань .растрескивается в продольном направлениии .пыльца высыпается. Каждое пыльцевое зернышко содержитдна ядра и покрыто двумя оболочками, из которых верхняяимеет сложный и разнообразный рельеф.

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ ЗАВЯЗИ ГИАЦИНТА С СЕМЯПОЧКОЙИ ЗАРОДЫШЕВЫМ МЕШКОМ

Микропрепарат

Наблюдение при слабом и сильном увеличении микроскопа

На препарате видны три плодолистика, завернувшиесявнутрь и сросшиеся друг с другом и с концом цветковой оси(рис. 28). Завязь построена главным образом из паренхиматозной ткани, сквозь которую проходит несколько сосудистых пучков. Плодолистик окружает полость с находящимися в ней семяпочками.

Обратите внимание, что каждая семяпочка сидит на короткой ножке и загнута вершиной к месту своего лрикрепле-«ния. Периферическая часть ее состоит из двух клеточныхпластов. На вершине семяпочки покров не срастается, образуя канал для прохода пыльцевой трубки. Внутри семяпочкинайдите и рассмотрите зародышевый мешок.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИИ

(схема)

При рассмотрении схемы (рис. 29) видно, что при опылении цветка пылинка попадает .на рыльце пестика, где обычнонаходится некоторое количество раствора глюкозы, и начинает прорастать (/).

При этом, как показано на схеме (//), внутренняя оболочка пылинки, содержащей два ядра, выпячивается черезпоры наружной оболочки в виде трубочки, по которой перемещается в цитоплазме сначала вегетативное, а за ним генеративное ядро. Пылинка, прорастая по столбику пестика,достигает семяпочки завязи.

В нижней части рисунка показано развитие макроспорысемяпочки в зародышевый мешок (7//), которое происходитодновременно с ростом пыльцевой трубочки. Вы видите, чтоядро макроспоры при этом .проделывает троекратное деление, и образовавшиеся восемь ядер с обособившейся вокругкаждого из них цитоплазмой располагаются в следующемпорядке. Три клетки — крупное яйцо с двумя спутницами —

48

4 Практикум по общей биологии

Рис. 29. Оплодотворение цветковых растений (схема).

/ — цветок в разрезе: / — тычинка (микроспоролистик); 2 — пестик (макроспоролистик); 5 —семяпочка; 4 — зародышевой мешок II — про

растание пылинки; 5 — вегетативное ядро; 6 — генеративное ядро; 7 — пыльцевая трубка, /// — развитие макроспоры в женский гаме-тофит. /V — двойное оплодотворение; 8 — яйцеклетка; 9 — синергиды; 10— антиподы; // — ядра центральной клетки; 12 — два спермия.

си нереидами .по бакам — лежат около пыльцевхода семяпочки. На противоположном полюсе зародышевого мешканаходятся три .клетки — антиподы. Два ядра в центресливаются, образуя вторичное ядро крупной центральной клетки зародышевого мешка. Развившийся зародышевыймешок является сильно редуцированным женским гамето-фитом.

Заметьте, что пыльцевая трубочка, достигнув семяпочки,проникает через пыльцевход .в зародышевый мешок, оболочкимешка и трубочки рассасываются, и содержимое пылинкивливается в зародышевый мешок. Обратите внимание, что кэтому времени перемещающееся по пыльцевой трубочке генеративное ядро с обособившейся вокруг него цитоплазмой делится, образуя две мужских половых клетки — спермии.Развившаяся пыльцевая трубочка с двумя спермиями и вегетативным ядром представляет собой еще более редуцированный мужской гаметофит. Заметьте, что один из спермиевсливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, из которой развивается зыродыш; другой сливается с центральной клеткойзародышевого мешка, образуя клетку, из которой развивается многоклеточная ткань с питательными веществами—эндосперм. Этот процесс носит название двойного оплодотворения и наблюдается у всех покрытосемянных растений(открыт С. Г. Навашиным). В дальнейшем семяпочкадает семя, стенки завязи развиваются в околоплодник,а завязь в плод.

Акад. Т. Д. Лысенко показал огромное значение половогопроцесса для повышения жизненности организма.

ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫМикропрепарат

Наблюдение при слабом и сильном увеличении микроскопа

Для приготовления препарата всхожие зерна выдерживают околосуток в воде, а затем фиксируют 95° спиртом и делают тонкие продольные срезы скальпелем по длинной оси зерновки.

Рассматривая препарат (рис. 30), вы различаете преждевсего ткань, являющуюся покровом плода; эта ткань образуется в результате видоизменения стенок завязи. Вы видите, что за покровом располагается оболочка семени, а подней алейроновый слой, низкие призматические клетки которого содержат мелкие зерна белкового вещества. Заалейроновым слоем расположены крупные клетки эндосперма, содержащие большое количество зерен крахмала. Наодной стороне зерновки отчетливо виден зародыш, прилегающий к эндосперму своей единственной семядолей, измененной в щиток.

50

Рассмотрите у зародыша корешок, почку, содержащуюконус нарастания стебля под конусообразно сложенными зачаточными листочками, и укороченный стебелек. Зародыш окружен слоем паренхимных клеток и отграничен от эндосперма щитком. В последнем преобладающейтканью янляется меристема (образовательная ткань),

Рис. 30. Строение семени пшеницы.

/ — зерновка злака в продольном разрезе: / — зародыш; 2 — эндо

сперм; 3 — алейроновый слой, // — разрез зародыша пшеницы; 4 —щиток; 5 — периферический слой щитка, граничащий с эндоспермом.

в клетках которой отчетливо * видны крупные ядра и отсутствуют вакуоли -с клеточным соком.

Ткань щитка, обращенная в сторону эндосперма, состоитиз цилиндрических клеток; это — поглотительная ткань зародыша, через которую из эндосперма к зародышу поступают питательные вещества.

ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЯКОНЧИК КОРНЯ ЦВЕТКОВОГО РАСТЕНИЯМикропрепарат

Наблюдение при слабом и сильном увеличении микроскопа.

По своему анатомическому строению корни, стебли и листья различных цветковых растений, в том числе и лекарственных, чрезвычайно сходны. Поэтому безразлично, какой взять материал для знакомства с анато

4*

51

мическим строением корня. Можно заранее заготовить семена тех лекарственных растений, которые произрастают в данном районе, напримерландыша, валерьяны, подорожника. При отсутствии таких семян можно^использовать семена пшеницы. За 2 дня до занятий проращивают имеющиеся семена во влажной фильтровальной бумаге. Проросшие корешкикладут на 2—3 часа в раствор хлоралгидрата (5 частей хлоралгидратаи 2 части воды)*

Осторожно взяв корешок пинцетом, приготовьте препарат.

В кончике корня ясно видныотличающиеся друг от другазоны роста и всасывания.

Зона роста состоит из трехчастей. Прежде всего видна первая часть зоны — ч е х л и к, покрывающий кончик корня. Наружные клетки чехлика отмирают и заменяются новыми, возникающими в результате деленияклеток. Часть корня, прикрытаячехликом, представляет собойвторую часть зоны — конус

нарастания — участок растущих и делящихся клеток образовательной ткани (первичнаямеристема). Эти клетки имеют относительно крупные ядра,размер их одинаков по всем направлениям, оболочки очень тонки. Клетки конуса нарастания неимеют вакуолей. При внимательном изучении препарата можноувидеть, что многие клетки конуса нарастания находятся на разных стадиях деления (рис. 31).

Выше конуса нарастания рассмотрите третью часть зоныроста — пояс растяжения.Здесь происходит рост корня засчет удлинения клеток; клеткиэтой части растут, вытягиваясьв длину, и в них появляются всеувеличивающиеся в размерахвакуоли.

Выше пояса растяжения располагается всасывающаязона корня и зона дифференцировки тканей. Клетки покровной ткани этой зоны корня образуют выросты — корне

Рис.

31, Продольный разрезчерез кончик корня.

/ — зона роста: / — чехлик; 2 —конус нарастания; 3 — пояс растяжения. // — зона всасывания: 4 —корневые волоски; 5 — проводящаяткань.

52

вые волоски. Они имеют нежную тонкую целлюлезнуюоболочку, проницаемую для .воды и раствора необходимыхдля растения солей. Под покровной тканью располагаетсяосновная ткань корня — паренхима, состоящая из крупных кругловатой формы клеток. В центральной части корнярасположена проводящая ткань. Элементы этой ткани — сосуды, или ксилема, и ситовидные трубки, или флоема, возникая в зоне всасывания корня, тянутся через все растение долистьев, проводя воду и растворы минеральных солей откорня вверх до листьев по ксилеме и органические веществаот листьев вниз по флоеме