Методичка по ботанике

53

форме основания листовой пластинки, по степени расчленения листовой пластинки. Внешнее строение листа является важным систематическим признаком.

Жилкование листьев. Жилка – это проводящий пучок, который выполняет механическую и проводящую функции. Жилки входящие в пластинку из стебля через основание и черешок называются главными. Между собой жилки связываются сетью мелких поперечных жилок –анастомоз. Типы жилкования:дихотомическое – главная жилка вильчато ветвится (папоротники, гинкго двулопастное);параллельное и дуговое – от основания листа в листовую пластинку входят несколько жилок одинакового размера, которые идут по листовой пластинке параллельно или по дуге (злаки, осоки, лилейные);сетчатое жилкование характерно для двудольных, оно делится наперистое ипальчатое. При перистом жилковании в лист из стебля входит только одна жилка, сильно разветвляющаяся в пластинке, при пальчатом — несколько жилок, каждая из которых разветвляется. При сетчатом жилковании жилки всегда соединяются друг с другом перемычками.

Рис. 42. Типы жилкования.

а – дихотомическое, б – дуговое (подорожник), в – пальчатое (клен), г – перистое (вяз), д – параллельное (рожь).

Листья очень разнообразны даже на одном растении. В зависимости от места расположения листьев на стебле выделяют низовые, срединные и

54

верхушечные формации листьев.Низовые – лишены зеленой окраски, имеют вид сухих влагалищ или чешуек и выполняют защитную функцию. Срединные листья типичные для данного вида растения, являются главными органами фотосинтеза. Верховые листья располагаются в области цветков и соцветий (кроющие листья, защищающие почки, прицветники).

Явление, при котором на одном растении наблюдаются резко различные по форме листья срединной формации, называется гетерофиллией илиразнолистностью. Например, у стрелолиста обыкновенного надводные листья стреловидные, плавающие листья – копьевидные, подводные – лентовидные.

Рис. 43. Гетерофиллия у стрелолиста обыкновенного.

Подв. – подводные листья, плав. – плавающие листья, возд. – воздушные листья.

Анатомическое строение листа камелии

Лист покрыт эпидермой, которая сохраняется на листьях в течение всей их жизни. С верхней стороны листа эпидерма лишена устьиц и покрыта толстым слоем кутикулы. Нижняя эпидерма имеет более тонкий слой кутина, в ней имеются устьица. Между верхней и нижней эпидермой находится ткань, содержащая хлорофилл. Это ассимиляционная паренхима – мезофилл. Мезофилл неоднородный – к верхней эпидерме примыкает мезофилл, клетки которого расположены плотно без межклетников, имеют вытянутую форму,

располагаются в два слоя. Это столбчатый мезофилл (столбчатая паренхима).

В ней в основном происходит фотосинтез. У нижней эпидермы клетки мезофилла расположены более рыхло с крупными межклетниками. Это

55

губчатый мезофилл (губчатая паренхима). Главная функция нижней стороны листа – газообмен и транспирация. Листья, у которых мезофилл дифференцирован на столбчатую и губчатую паренхиму, называют дорзовентральными.В толще мезофилла располагаются сосудисто – волокнистые пучки – жилки. Это закрытые коллатеральные проводящие пучки, в которых ксилема обращена к верхней стороне листа, а флоэма – к нижней. Проводящий пучок окружен склеренхимойи паренхимной обкладкойиз тонкостенных клеток. Она отделяет пучок от мезофилла. В клетках губчатой паренхимы встречаются друзыоксалата кальция и крупные разветвленные клетки

склереиды.

Рассмотреть постоянный препарат – срез листа камелии и зарисовать строение дорзо-вентральноголиста.

Рис. 44. Схема строения листа камелии: 1 – верхняя эпидерма, 2 – столбчатая паренхима, 3 – губчатая паренхима, 4 – клетка с друзой, 5 – склереида, 6 – склеренхима, 7 – ксилема, 8 – флоэма, (6-8

– жилка), 9 – нижняя эпидерма, 10 – устьице, 11 – колленхима.

Анатомическое строение изолатерального листа кукурузы

Листья злаков по анатомическому строению отличаются от типичных дорзо – вентральных листьев. Клетки эпидермы имеют вытянутую форму и неодинаковы по величине. Выделяются крупные клетки, расположенные веерообразно. Это двигательные клетки, в них хорошо развиты вакуоли и при достаточном увлажнении клетки находятся в состоянии тургора. При недостатке воды тургор клеток падает, и листья сворачиваются в трубку,

56

снижая транспирацию. Это защитное приспособление у растений засушливых местообитаний для экономии влаги. Мезофилл изолатеральных листьев не дифференцирован на столбчатый и губчатый.

Рассмотреть постоянный препарат – срез листа кукурузы и зарисовать строение изолатерального листа.

Рис. 45. Строение листа кукурузы: 1 – двигательные клетки, 2 – обкладка.

Строение хвои сосны

У хвои покровные ткани представлены эпидермой и гиподермой. Эпидерма покрыта толстым слоем кутикулы. Устьица углублены. Гиподерма состоит из клеток с одревесневшими стенками. Она выполняет также водозапасающую и механическую функции. Под гиподермой находится мезофилл, состоящий из клеток имеющих складки (складчатая паренхима). Это значительно увеличивает площадь поверхности клеток, а поскольку хлоропласты располагаются в поверхностном слое цитоплазмы – увеличивается фотосинтезирующая поверхность. В складчатой паренхиме проходят смоляные ходы. В центре листа расп оложены два проводящих пучка, между которыми находится склеренхима и так называемая трансфузионная ткань, участвующая в проведении веществ между проводящими пучками.

57

Рис.46. Хвоя сосны:

1 – эпидерма, 2 – устьице, 3 – гиподерма, 4 – складчатая паренхима, 5 – смоляной ход, 6 – эндодерма, 7- ксилема, 8 – флоэма, 9 – склеренхима, 10 – трансфузионная паренхима.

Метаморфозы побега и

листа

У многих растений вегетативные органы видоизменяются до неузнаваемости – метаморфизируются. У таких органов под действием окружающей среды произошло наследственно закрепленное усиление одной функции, сопровождающееся резким изменением формы. Видоизмененные органы подразделяют нагомологичные ианалогичные. Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение. Например, колючки барбариса, усики гороха, почечная чешуйка, лепесток – гомологичные органы. Все они листового происхождения. Аналогичные органы сходны по форме, но имеют неодинаковое происхождение. Например, клубень картофеля (побегового происхождения) и корнеплод свеклы (корневого происхождения) – аналогичные органы. Они выполняют запасающую функцию.

Метаморфозы побега делятся на надземные иподземные. Надземные метаморфозы: мясистые стебли, колючки, усики, кладодии и филлокладии.

Мясистые стебли – стеблевые суккуленты. У них сильно разрастается паренхима стебля, способная удерживать воду. Листья, как правило, превращены в колючки, а стебель выполняет функцию фотосинтеза (стебли кактусов, молочаи, «стеблеплод» капусты кольраби).

Колючки – это одревесневшие и заостренные на конце побеги. Колючки стеблевого происхождения обычно располагаются в пазухах листьев, их невозможно оторвать от стебля не повредив его (груша, слива).

58

Рис. 47. надземные метаморфозы побега: 1 – колючки боярышника, 2 – колючки гледичии, 3 – усики винограда, 4 – филлокладии иглицы, 5 — кладодии коллеции.

Усики – видоизмененные побеги способные обвиваться вокруг опоры (виноград, тыква, огурец).

Кладодии и филлокладии – редко встречающиеся видоизменения. Кладодии – зеленые побеги с редуцированными листьями, внешне не похожи на листья (зигокактус). Филлокладии – плоские листовидные побеги, внешне похожи на листья (иглица). На кладодиях и филлокладиях могут образовываться цветки и соцветия.

Подземные видоизменения побега – это корневище, клубни, луковицы, клубнелуковицы.

Корневище – долговечный подземный побег, внешне похожий на корень. Служит для накопления запасных питательных веществ и вегетативного размножения (пырей ползучий, купена лекарственная, вех ядовитый).

Клубни – сильно утолщенные подземные побеги. Листья на них сильно редуцированы, почки – придаточные, называютсяглазками (картофель, ямс). Клубни образуются на подземных удлиненных побегах – столонах.

Луковица – подземный побег, у которого сильно утолщенный стебель (донце), несущий сочные мясистые листья – чешуи, запасающие воду и питательные вещества. Наружные чешуи играют защитную роль (лилейные, амариллисовые, луковые). В зависимости от степени развития боковых почек луковицы бывают простые (лук, лилия) и сложные (чеснок).

59

Клубнелуковица – внешне похожа на луковицу, но запасные питательные вещества накапливаются в мясистом донце, которое разрастается подобно клубню. Снаружи клубнелуковица покрыта сухими пленчатыми листьями (шафран, гладиолус).

Основные метаморфозы листьев – мясистые листья, колючки, усики, листья – ловчие аппараты.

Мясистые листья – листовые суккуленты. Сильное утолщение листьев вызвано разрастанием водоносной ткани (алоэ, толстянки, капуста).

Колючки – защищают растения от поедания. Листовая природа колючек доказывается их положением на стебле. Они занимают место листа (кактус, барбарис, акация).

Усики – превращение листьев в усики наблюдается у цепляющихся растений (горох, чина).

Листья — ловчие аппараты имеются у насекомоядных растений. Листья росянки покрыты волосками, выделяющими клейкую жидкость, которая привлекает насекомых и способствует их улавливанию (росянка, пузырчатка, венерина мухоловка).

Контрольные вопросы по теме «Лист. Метаморфозы побега»

1.Что такое лист?

2.Каковы функции листа?

3.Из каких частей состоит лист?

4.Чем полный лист отличается от неполного?

5.Какие листья называются сидячими?

6.Что такое прилистники, влагалище, раструб, язычок?

7.Растения каких семейств имеют раструб?

8.Чем простой лист отличается от сложного?

9.Что такое рахис?

10.Назовите формы листовой пластинки простого листа.

11.Чем отличается перистосложный лист от пальчатосложного?

12.Какие типы жилкования листьев бывают?

13.Каков онтогенез листа?

14.Чем отличается дорзовентральный лист от изолатерального?

60

15.Где располагается устьичный аппарат у листьев этих типов?

16.В чем разница между столбчатой и губчатой паренхимой?

17.Что такое мезофилл?

18.Каковы функции столбчатого мезофилла листа?

19.Каковы функции губчатого мезофилла?

20.Каково строение проводящих пучков в листе?

21.Какую роль выполняют моторные (двигательные) клетки эпидермы?

22.Какие особенности строения имеет мезофилл хвои?

23.Какие признаки строения листа говорят о приспособленности растений к засушливым условиям?

24.Какие типы листорасположения существуют?

25.Какие изменения происходят в листьях осенью?

26.Каково биологическое значение метаморфозов корня, стебля, листа?

27.Что является доказательством того, что клубень картофеля и луковица лука – это видоизменения побега, а корнеплоды – корня?

28.Как отличить луковицу от клубнелуковицы?

29.Из каких органов могут образовываться колючки?

30.Чем отличается корнеплод от корнеклубня?

31.Какие типы луковиц бывают?

32.Как отличить колючки листового происхождения от колючек стеблевого происхождения?

33.Какие существуют подземные видоизменения стебля?

34.Какие существуют надземные видоизменения стебля?

35.Как отличить корневище от корня?

36.Что такое кладодии и филлокладии, чем они отличаются друг от друга?

37.Что представляют собой чешуи луковицы лука?

38.Каковы особенности строения мясистого стебля суккулентов?

39.Как отличить клубень от корнеплода?

40.Какие запасающие видоизменения органов вам известны?

Занятие 9

Размножение растений. Строение семян и проростков

Существует два типа размножения растений – бесполое (вегетативное и собственно бесполое) и половое. Вегетативное размножение – это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей тела и их последующей

61

регенерации. Оно происходит делением клетки (бактерии и одноклеточные водоросли), частями таллома (водоросли, лишайники и грибы), почкованием (грибы), частями вегетативного тела (высшие растения). У высших растений вегетативное размножение бывает естественное иискусственное. Естественное вегетативное размножение происходит без вмешательства человека, и оно играет важную роль в захвате территорий некоторыми видами.

Естественное вегетативное размножение – это размножение выводковыми почками, порослью, усами и плетями, корневыми отпрысками, корневищами, клубнями, луковицами, корневыми клубнями. Искусственное вегетативное размножение– это размножение делением кустов, отводками, черенками, прививками, клонированием.

Собственно бесполое размножение – это размножение спорами и зооспорами. Зооспора – это подвижная клетка, имеющая жгутики, образующаяся в специализированных органах – зооспорангиях. Споры – неподвижные гаплоидные клетки с небольшим запасом питательных веществ (масло) и незначительно утолщенной оболочкой. Споры образуются в спорангиях в результате редукционного деления (мейоза). Растение, образующее, споры называется спорофит. Если у растения все споры одинаковые по размеру и физиологически – это равноспоровоерастение. Если споры у растения отличаются размерами и физиологически – это разноспоровоерастение. Более мелкие споры (микроспоры) являются мужскими и образуются в микроспорангиях, более крупные споры (мегаспоры) являются женскими и образуются в мегаспорангиях.

Половое размножение. Происходит в результате слияния двух гаплоидных половых клеток – гамет, при этом образуется диплоидная зигота. Процесс слияния гамет называется оплодотворение. Растение, на котором образуются гаметы –гаметофит. Гаметы всегда гаплоидны. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У равноспоровых растений гаметофит обоеполый, у разноспоровых – раздельнополые гаметофиты. Из микроспоры вырастает мужской гаметофит, на котором созревают мужские половые клетки

62

сперматозоиды, из мегаспоры – женские гаметофиты, на которых созревают женские половые клетки – яйцеклетки. Сперматозоиды образуются в мужских половых органах – антеридиях, яйцеклетки – в женских половых органах –

архегониях.

Формы полового процесса (ход гаметогенеза, тип гамет, оплодотворение, половые органы) разнообразны и зависят от уровня эволюционного развития и среды обитания вида растения. Выделяют следующие типы полового процесса: хологамия – слияние двух гаплоидных одноклеточных организмов (грибы, водоросли);зигогамия или конъюгация – слияние двух неполовых клеток двух различных организмов (водоросли конъюгаты, гриб мукор);гаметангиогамия

слияние двух половых органов (грибы); изогамия – слияние двух подвижных половых клеток одинаковой величины (улотрикс, грибы);гетерогамия – слияние двух подвижных половых клеток разной величины (грибы, водоросли);оогамия – слияние крупной неподвижной яйцеклетки и подвижного мелкого сперматозоида.

Вжизненном цикле каждого растения, имеющего половое размножение, существует смена ядерных фаз – гаплоидной и диплоидной. У большинства высших растений в жизненном цикле преобладает бесполое поколение диплоидный спорофит (само растение). Исключение составляют мхи, у которых преобладает половое поколение гаплоидный гаметофит. На спорофите формируются органы спороношения (спорангии), в которых находится особая спорогенная (материнские клетки спор) ткань. Клетки ее способны делится редукционно – мейозом. В результате такого деления образуются гаплоидные споры. После созревания споры высыпаются из спорангиев и прорастают. Из гаплоидных спор вырастают гаметофиты, на которых формируются половые органы (гаметангии) – антеридии и архегонии. В антеридиях в результате митоза образуются мужские гаметы – сперматозоиды, а в архегониях – женские гаметы – яйцеклетки. Созревшие гаметы сливаются, т.е. происходит оплодотворение, и образуется диплоидная клетка – зигота.

Leave a Comment