6009

11

замоченные в воде семена гороха, листья бегонии, слабый раствор сахарозы, раствор йода, глицерин.

Теоретическая часть.

Хромопласты – пластиды желтого или оранжевого цвета, содержащие пигменты из группы каротиноидов. Каротиноиды либо растворены в жирах, либо имеют кристаллическую форму.

Хромопласты характерны для клеток околоцветников и плодов многих растений. Они придают им яркую окраску, привлекающую опылителей или способствующую распространению плодов и семян различными животными. Хромопласты содержатся также в клетках корнеплодов моркови и в осенних листьях. В клетках, содержащих хлоропласты, хлорофилл со временем разрушается, а количество каротиноидов увеличивается, и хлоропласты превращаются в хромопласты – «стареющие пластиды».

Хромопласты клеток плодов шиповника содержат много каротиноидов, которые кристаллизуются и растягивают мембрану пластиды в разных направлениях, придавая хромопластам неправильные многоугольные очертания (рис. 3 А).

Лейкопласты – бесцветные пластиды, встречающиеся в клетках различных тканей. Их можно обнаружить в клетках листьев многих растений, например, в эпидерме листа традесканции.

Эпидерма традесканции состоит из плотно сомкнутых тонкостенных клеток, несколько вытянутых в длину. В центре клетки хорошо видно округлое ядро. Цитоплазма образует вокруг ядра ядерный кармашек, соединенный с пристенным слоем тонкими тяжами. Большую часть клетки занимают вакуоли. В цитоплазме ядерного кармашка, а иногда и в тяжах, находятся мелкие шаровидные тельца - лейкопласты, сильно преломляющие свет. Иногда лейкопластов настолько много, что они маскируют ядро (рис. 3

12

Б).

Рис. 3. Пластиды: А - Хромопласты в клетках плодов: 1 – рябина; 2 – ландыш; 3 – шиповник; 4 – морковь; Б - Лейкопласты в клетке эпидермиса листа традесканции: 1 - ядро; 2 - лейкопласты; 3 – хлоропласты в клетках устьица; 4 – замыкающие клетки устьица -; 5 – цитоплазматические тяжи.

Крахмальные зерна – форма запасных углеводов в клетке. Они встречаются в лейкопластах, которые могут содержать одно или несколько крахмальных зерен. Крахмальные зерна бесцветны. При закрытой диафрагме конденсора микроскопа они обнаруживают слоистость вокруг одной точки – центра образования. Рост зерна происходит последовательно вокруг образовательного центра путем отложения новых слоев крахмала вокруг более старых. Снаружи крахмальное зерно покрыто «оболочкой», состоящей из двойной мембраны лейкопласта и периферического участка стромы.

Форма, размер и строение крахмальных зерен часто специфичны для каждого вида. Обычно крахмальные зерна имеют сферическую, яйцевидную или линзовидную форму.

Крахмальные зерна в клетках картофеля мелкие, округлые, имеют

13

концентрические слои. У более крупных зерен слои эксцентрические, так как центр образования у них часто смещается к одному из полюсов пластиды. Большинство крахмальных зерен имеют один образовательный центр и являются простыми. Если в пластидах закладывается несколько образовательных центров, вокруг каждого из которых откладываются собственные слои крахмала, то формируется сложное крахмальное зерно. Если в процессе накопления крахмала вокруг нескольких образовательных центров вначале откладываются собственные слои крахмала, а затем общие для всех центров слои, то формируется полусложное крахмальное зерно (рис. 4 А)

Крахмальные зерна в клетках семени гороха крупные, овальной формы, с трещиной на месте образовательного центра (рис. 4 Б).

Алейроновые зерна. Запасные белки встречаются в клетках растений в виде твердых белковых телец – алейроновых зерен, в составе которых хорошо различимы один или несколько округлых телец – глобоидов и один (редко больше) белковый кристалл, окруженный аморфным белком. Алейроновые зерна можно легко обнаружить в клетках зрелого семени клещевины, в клетках эндосперма злаков и семядолей бобовых (рис. 4 Б).

Кристаллы оксалата кальция нередко образуются в вакуолях. Это один из путей накопления кальция в клетках растений. Кристаллы оксалата кальция имеют несколько различных форм: рафиды – тонкие игольчатые кристаллы, расположенные параллельными рядами; кристаллический песок – очень мелкие кристаллы, встречающиеся в виде больших скоплений; друзы – шаровидные сростки призматических кристаллов. Друзы можно обнаружить на тонких поперечных срезах черешка листа бегонии, а также в клетках мякоти плода шиповника (рис 5).

14

Г

Рис. 4. Крахмальные зерна: А крахмальное зерно картофеля (1 – простое, 2 - сложное, 3 – полусложное); Б – сложное зерно овса; В – простое зерно кукурузы; Г - клетка семядоли гороха: 1 – крахмальное зерно; 2 – простое алейроновое зерно.

ВГ

Рис. 5. Отложение кристаллов оксалата кальция: А — кристаллы в клетках чешуи лука; Б - друзы в клетках черешка листа бегонии; В - рафиды в клетках плода купены; Г - друзы в клетках мякоти плода шиповника.

15

Ход работы:

1. Хромопласты в клетках мякоти плода шиповника морщинистого

Rosa rugosa Thunb.

При помощи препаровальной иглы отделить небольшой кусочек мякоти зрелого плода шиповника. Поместить кусочек в каплю воды на предметное стекло, разрыхлить его иглой, разделяя клетки и покрыть покровным стеклом.

Рассмотреть препарат при большом увеличении микроскопа. Зарисовать несколько клеток, отметив их форму. Обозначить на рисунке оболочку, ядро, цитоплазму, вакуоль, хромопласты различной формы, друзы кристаллов.

2. Лейкопласты в клетках эпидермиса листа традесканции виргинской

Tradescantia virginiana L.

Приготовить временный препарат нижней эпидермы листа традесканции. Для этого препаровальной иглой или пинцетом снять кожицу с нижней стороны листа, ближе к его основанию. Поместить кусочек эпидермы на предметное стекло в каплю слабого раствора сахарозы (в воде лейкопласты быстро разрушаются) и покрыть покровным стеклом.

Рассмотреть при большом увеличении участок эпидермы: клетки эпидермы с ядром, сконцентрированные вокруг ядра лейкопласты, устьичный аппарат из двух замыкающих клеток с хлоропластами. Зарисовать несколько клеток эпидермиса, окружающих устьичный аппарат. Отметить на рисунке оболочку клеток, ядро, цитоплазму, вакуоль, лейкопласты.

3. Крахмальные зерна в клетках паренхимы клубня картофеля

Solanum tuberosum L.

Разрезать клубень картофеля. Со свежесрезанной поверхности взять скальпелем небольшое количество мутной жидкости и перенести ее в каплю воды на предметное стекло, накрыть покровным стеклом. Рассмотрить препарат при большом увеличении микроскопа.

16

Найти и зарисовать простые, полусложные и сложные крахмальные зерна, обозначив на рисунке «оболочку» крахмального зерна, центр крахмалообразования, эксцентрические слои крахмала.

4.Крахмальные и простые алейроновые зерна в клетках семени гороха Pisum sativum L

Приготовить временный препарат, для этого скальпелем сделать тонкий срез через семядолю семени гороха, поместить срез на предметное стекло в каплю воды, закрыть покровным.

Рассмотреть препарат при большом увеличении. Зарисовать 2 – 3 клетки, отметив их форму. Обозначить на рисунке утолщенную оболочку клеток, межклетники, крахмальные зерна, мелкие простые алейроновые зерна.

Добавить к препарату каплю раствора йода. Рассмотреть препарат, отметив реакцию крахмала с йодом (окрашивание крахмальных зерен в фиолетовый цвет) и окрашивание алейроновых зерен в желтый цвет. Зарисовать.

5.Кристаллы оксалата кальция (друзы) в клетках черешка листа бегонии (Begonia sp.)

Приготовить временный препарат, для чего тонкие срезы черешка листа бегонии поместить на предметное стекло в каплю глицерина и закрыть покровным.

Рассмотреть препарат при большом увеличении. Зарисовать несколько клеток с друзами на разных стадиях их формирования.

17

ЗАНЯТИЕ 3.

Тема: Покровные ткани. Эпидерма.

1.Эпидерма листа ириса Iris germanica L.

2.Жгучие волоски на листьях крапивы двудомной Urtica dioica L.

3.Сложный волосок эпидермы листа коровяка Verbascum thapsus L.

4 Многоклеточный щитковидный волосок эпидермы листа лоха серебристого Elaeagnus argentea Pursh.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, полоски фильтровальной бумаги, пинцеты, скальпели, стеклянные палочки для воды, кюветы с водой.

Материалы и реактивы: листья ириса, побеги крапивы, гербарные образцы коровяка, лоха.

Теоретическая часть.

Эпидерма – это первичная покровная ткань, покрывающая молодые растущие или зеленые органы растений (листья, однолетние побеги, цветки, плоды). Она представлена одним слоем плотно сомкнутых живых клеток, обычно без хлоропластов. Клетки плотно прилегают друг к другу, они живые, с крупной вакуолью. Боковые стенки часто бывают извилистыми, что повышает прочность их сцепления. Оболочка клеток неравномерно утолщена. Наружная стенка обычно толще внутренних и с внешней стороны покрыта сплошным слоем кутикулы - пленки из жироподобных веществ – кутина и воска. Кутикула непроницаема для воды и почти непроницаема для газов.

Контакт внутренних тканей с внешней средой осуществляется через особые «отверстия» в эпидерме – устьичный аппарат, образованный замыкающими клетками устьица и щелью между ними. В замыкающих клетках содержатся хлоропласты. Замыкающие клетки устьица окружаются

18

клетками, называемые побочными клетками устьица. Устьица располагаются на нижней стороне листа среди основных клеток эпидермы. Через устьичные щели осуществляется газообмен между внутренними тканями растения и внешней средой, а также выход пара при транспирации. Число и характер расположения устьиц у разных видов растений неодинаковы.

Особенности строения эпидермы листа ириса. Листья ириса сложены по средней жилке. Морфологически верхняя сторона листовой пластинки обращена внутрь, а нижняя – наружу. Края пластинки мечевидного листа наверху срастаются, а в нижней части они свободны. На морфологически верхней стороне пластинки устьиц нет, они находятся на наружной, морфологически нижней, стороне. Основные клетки эпидермы ириса имеют прозенхимную форму. Их форма соответствует линейно-вытянутому листу. Замыкающие клетки устьица несколько погружены в толщу листа. Побочных клеток устьица нет.

На поперечном срезе клетки эпидермы почти прямоугольные, наружная (тангентальная) стенка основной клетки более толстая, чем внутренние. Поверхность эпидермы покрыта слоем кутикулы (рис. 6).

Трихомы. У листьев многих растений эпидерма имеет особые наружные структуры - трихомы, имеющие форму простых одноклеточных или многоклеточных, разветвленных или звезчатых волосков, образующих на растении шерстистый или войлочный покров, который выполняет защитную функцию: отражает часть солнечных лучей, уменьшает нагревание, снижает транспирацию. Трихомы – это выросты эпидермальных клеток.

Кроющие волоски лишены живого содержимого и заполнены воздухом, отражают солнечные лучи и защищают лист от перегрева и предотвращают повреждение листа.

Железистые волоски живые, они содержат в себе и выделяют эфирные масла, что защищает растение от листогрызущих насекомых и других животных.

19

Структуры, в образовании которых принимают участие более глубоко расположенные ткани, называют эмергенцы.

Б

А

Рис. 6. Строение эпидермы листа ириса (Iris): А – строение эпидермы при большом увеличении микроскопа, вид в плане: 1 – основные клетки эпидермы; 2 – цитоплазма; 3 – ядро; 4 – хлоропласты в клетке устьица; 5 – замыкающие клетки устьица; Б – эпидерма и хлорофиллоносная ткань листа ириса на поперечном срезе: а – замыкающие клетки устьица; б – кутикула; в – наружная стенка основной клетки эпидермы; г – подустьичная полость; д – хлорофиллоносная ткань

Жгучий волосок крапивы представлен единственной клеткой, расширенной у основания и заостренно вытянутой к верхушке. На верхушке волоска образуется головка – закругленная часть клетки небольших размеров. Под головкой участок оболочки тонкий и хрупкий, а ниже, на заостренно-вытянутой части клетки, оболочка утолщенная и прочная. При надавливании головка отламывается и остается острый кончик. Он вонзается в кожу животного или человека и из трихомы выпрыскивается жгучее

20

содержимое. Жгучий волосок крапивы находится на многоклеточной подставке, выступающей над поверхностью листа. Это эмергенец – вырост, образованный эпидермой и находящимися под ней тканями. На препарате, помимо жгучих волосков можно увидеть небольшие одноклеточные волоски с утолщенными стенками (рис. 7).

Волоски на листьях коровяка – кроющие, сложные, т.е. многоклеточные, разветвленные. У каждого волоска имеется «центральная членистая ось», образованная клетками разной длины. Нижняя – самая длинная, чем ближе к вершине – тем короче. От центральной оси отходят вытянутые боковые клетки, собранные в мутовки. Мутовки расположены между клетками центральной оси. На ее верхушке ответвления скучены в большом числе. Волоски коровяка состоят из тонкостенных мертвых клеток, образующих густой «бархатный» покров (рис. 8).

Щитковидные волоски лоха. Имеют вид чешуек на ножках. Щитковидные трихомы лоха – многоклеточное образование, имеющее вид многолучевой звезды, каждый луч которой представляет собой отдельную клетку. Чешуйки располагаются на многоклеточных ножках и образуют на поверхности листа своеобразный экран, отражающий солнечные лучи. Между поверхностью основных клеток эпидермы и распластанными над ними чешуйками на ножках образуется пространство, заполненное более увлажненным воздухом, что также повышает термоизоляционные свойства эпидермы. Кроме того, листья с таким защитным слоем менее доступны для листогрызущих насекомых. Мертвые клетки трихом, заполненные воздухом, обуславливают серебристую окраску листьев лоха (рис. 9).