Ботаника. Морфология и анатомия растений. В 2 ч. Ч. 2

Показать на рисунке (по радиусу) по 2-3 клетки каждой ткани, соблюдая особенности строения и соотношения тканей. Обозначить и указать функции каждой ткани. Какие особенности строения названных тканей способствуют выполнению предназначенных им функций.

1.Как возникает вторичное строение корня? Происхождение радиальных лучей и какова их функция? Сделать рисунок небольшого сектора корня и показать все ткани корня.

2.С чем связана избирательная деятельность корня, то, что он большей частью поглощает следующие 7 элементов: Na, Р, S, Mg, Са, К, Fe. Почему при сжигании корень дает меньше калорий тепла, чем стебель?

3.Симбиоз корней с бактериями, с грибами. Почему бактерии и гифы гри­ ба проникают вглубь корня? Как отличить гифы эктомикоризы от корневых волосков?

4.Метаморфозы корня: корнеплоды, корневые клубни, экзо- и эндотрофная микориза, корневые клубеньки.

5.Типы корня по происхождению. Оформление двух систем корней.

6.Адаптированность внутреннего строения корня к выполняемым функ­

циям.

7.Происхождение, строение и назначение корней подпорок (опроных) - баньяна, ходульных —у пандануса, воздушных —у эпифитов, досковидных —

умногих тропических деревьев, воздушных и горизонтальных - у деревьев мангровой зоны, присосок-у паразитов. Рисунки.

8.Анатомическое строение корнеплодов: свеклы, моркови, редьки. Особен­ ности распределения запасающей ткани.

9.Происхождение и роль эпиблемы и корневого чехлика.

10.Направление дифференцировки первичной и вторичной ксилемы в корне. Ответ проиллюстрировать, показать рядом на схеме гистологические элементы.

11.Как по анатомическому строению отличить стебель и корень. Ответ обосновать.

12.Вторичные изменения в радиальном проводящем пучке и в коровой паренхиме связаны с заложением камбия и феллогена.

13.Гистологический состав древесины корня у голосеменных и покрыто­ семенных растений. Почему при сжигании корень дает меньше калорий тепла, чем стебель.

14.Основные функции корня. Изменение функций корня, связанные с изме­ нением их внутреннего и внешнего строения.

15.Морфологическое и анатомическое строение корня одно- и двудольных растений.

16.Как отличить метаморфозы корня и подземного побега. Их функции.

17.Значение ярусности корня. Симбиозы корня с другими живыми орга­

низмами: грибами, бактериями, водорослями, растениями-паразитами и т.д. Значение выделительной функции корня.

18.Рост и развитие корня. Формирование корневых систем у двух классов цветковых растений.

19.Эволюция корня: сравнить строение ризоидов и настоящих корней.

20.Определить понятия: прото- и метаксилема, прото- и метафлоэма.

Вкакой части корня их следует искать.

21.Заложение и развитие перидермы в корне.

22.На каких органах и в каких тканях закладываются придаточные корни.

23.Определить понятия «микориза», «микоризные корни», эндо- и экто-

трофная микориза. Сделать анатомический рисунок и все обозначения к ней. 24. Показать на рисунке и пояснить как происходит утолщение корнеплода свеклы. Морфология корнеплода, показать метаморфозы каких вегетативных

органов образует корнеплод.

VI. Генеративные органы. Цветок, плод, семя

Цветок рассматривают как видоизмененный укороченный побег, приспо­ собленный доя образования микро- и мегаспор, S и 9 гамет. Необходимо чет­ ко усвоить, что мейоз в жизненном цикле всех растений, как низших так и высших, происходит только один раз - в момент возникновения спор из вну­ тренних тканей специализированного органа - спорангия. У семенных рас­ тений таким органом служат пыльники, в которых созревают микроспоры и семязачатки (=семяпочки), в них созревает мегаспора. Проводя дальше ана­ логию с жизненным циклом других высших растений легко обнаружить, что $ гаметофит идентичен 3 клеткам пыльцы, а 9 гаметофит - 8-ми гаплоид­ ным клеткам зародышевого мешка. Далее, из 3-х клеток пыльцы семенных растений - 2 клетки соответствуют мужским гаметам (с? спермиям), одна - вегетативной, доставляющей $ гаметы к яйцеклетке. Из 8 особых клеток за­ родышевого мешка одна соответствует 9 гамете (=яйцеклетке). Следующим этапом в жизненном цикле растений является слияние двух половых клеток - оплодотворение. Относительно цветковых растений следует отметить сущ­ ность двойного оплодотворения. В результате развития оплодотворенной яй­ цеклетки - зиготы - формируется зародыш, из оплодотворенной двуядерной клетки (=трехядерной) формируется эндосперм, а покровы семяпочки преоб­ разуются в покровы семени. У голосеменных растений семя лежит открыто на семенной чешуе, совокупность которых образует так называемую шишку,

Жизненный цикл цветковых растений можно выпазить следующей схемой-

у покрытосеменных - внутри завязи пестика, которая впоследствии преоб­ разуется в плод. Цикл развития цветковых растений завершается развитием из зародыша семени спорофита, т.е. бесполого поколения, на котором вновь возникает цветок, как орган полового размножения.

Строение репродуктивных органов, в частности цветка и плода, рассма­ тривается как один из основных признаков подразделения раздела Цветковых на семейства. По этой причине очень важно научиться составлять формулу цветка и ее диаграмму. Для этой цели общеприняты следующие условные обозначения: - соответственно обоеполые, мужские и женские цветки; f - зигоморфные (неправильные) и * -актиноморфные (правильные) цветки; Са } - чашечка, Со ) - венчик, А - тычинки, G - пестик. Морфологическое строение, классификация, многообразие цветка, плода и семян рассмотрено в практикуме (2). Проблемы происхождения, эволюции и онтогенеза генератив­ ных органов представленные в учебном пособии (1). Там же рассматривается жизненный цикл высших растений, пути эволюции на суше. Уделяется особое внимание тому, почему преобладание спорофита и редукция гаметофита приво­ дит к биологическому прогрессу семенных растений. Рассмотрены ароморфозы, обеспечившие нынешнее положение цветковых в царстве растений.

Микроспорогеиез и развитие пыльцы

Развитию пыльцы из микроспор предшествует ряд преобразований: сна­ чала она делится на 2 клетки, одну большую вегетативную и другую малень­ кую - генеративную. Вокруг ни формируются пыльцевые оболочки. Наруж­ ная -экзина, ее структура имеет очень важное систематическое значение, т.к. своеобразна у каждого вида растения. Интина - тонкая внутренняя оболочка. Впоследствии генеративная клетка делится еще раз и образует два спермия. А у большинства цветковых растений только при попадании на рыльце пестика, генеративная клетка образует спермин.

Мегаспорогенез и развитие мужского гаметофита (зародышевого мешка)

Из 4 клеток мегаспор, образованных в результате мейоза археспориальной клетки нуцеллуса семяпочки, 3 клетки идут на питание одной. Эта последняя клетка последовательно делится 3 раза путем митоза, образуя 8 гаплоидных клеток = зародышевый мешок внутри семязачатка.

Плацента - место прикрепления семяпочки к стенке завязи. Пестик - одно из наиболее важных ароморфозов, возникновение которых обеспечило допол­ нительную (помимо семенной кожуры) надежную защиту сначала семяпочки, после двойного оплодотворения - семени. Из плаценты по проводящему пуч­ ку' идущему через семяножку, в семяпочку и в созревающее семя поступают питательные вещества. Халаза - это участок, противостоящий микропиле, где нуцеллус (=ядро семяпочки) и интегументы четко не разграничены. Микропиле=пыльцевход, интегументы не срастаются между собой, хотя клетки

внутреннего интегумента в этом месте сложены. Через микропиле сначала проникают в зародышевый мешок спермин, а впоследствии в зрелое семя поступает вода.

Рис. 21. Строение пестика с семяпочкой и за­ родышевым мешком: р. - рыльце, ст. - столбик, з. - завязь, с. - семяпочка, д.и. - двойной интегумент, окружающий нуцеллус, пл. - плацента, сн. - семяножка, яйц. - яйцеклетка, син. -синер- гиды, д.я. - двуядерная клетка, ант. - антиподы, м. -микропиле (= пыльцевход), х. -халаза.

Для определения правильной формулы цветка, значит и для установления систематического положения растения, необходимо правильно установить число плодолистиков, образующих пестик. Это можно сделать по ряду кос­ венных признаков: число рылец на пестике; число швов, бороздок на завязи, но наиболее надежный признак - число камер (и перегородок) внутри завязи пестика. Лучше учитывать всю совокупность возможных признаков.

- 6 -Ш

Рис. 22. Эволюция гинецея (стрелка показывает направление эволюции). I - апокарпный гинецей из 3 свободных плодолистиков (краевая плацентация); И - паракарпный гинецей из 3 сросшихся краями плодолистиков (постенное прикрепление семяпочек); III - синкарпный гинецей из 3 плодолистиков срос­ шихся боковыми стенками (латеральное прикрепление семяпочек); IV -лизи- карпный гинецей (колончатое прикрепление семяпочек); с. - семяпочка, п.п. - проводящий пучок, б.ш. - брюшной шов, к. - колонка.

Апокарпный гинецей наиболее древний в эволюционном плане. Если он образован одним, сросшимся по краям, плодолистиком, его считают простым и сложным апокарпным, когда гинецей составлен несколькими самостоя­

тельными плодолистиками. У более высокоорганизованных цветковых пло­ долистики срастаются между собой, это ценокарпный гинецей. По характеру срастания ценокарпный гинецей подразделяют на синкарпный, паракарпный и лизикарпный. Из них, после оплодотворения образуются соответствующие типы плодов.

В лизикарпном гинецее боковые сросшиеся стенки частично растворя­ ются, а в центре остаются сросшиеся края плодолистиков с прикрепленными к ним семяпочками. У некоторых растений (например, у смолевки) по высо­ те гинецея можно наблюдать переход от синкарпного, с центрально-угловой плацентацией, в нижней части, к лизикарпному с колончатым расположением семяпочек в верхней части.

Таким образом, завязь пестика служит надежной защитой и колыбелью вынашивающей развивающиеся семяпочки, а после двойного оплодотво­ рения питает и защищает созревающее семя, преобразуясь в околоплодник. Очень часто к околоплоднику прирастают нижние части тычиночных нитей, лепестков венчика, чашелистики чашечки и даже разросшееся вокруг них цветоложе. В отличие от настоящих плодов, в образовании которых принимает участие только стенка завязи пестика, плоды, в развитии которых участвуют и другие части цветка называют ложными.

Запасание питательных веществ может происходить в околоплоднике (сочные плоды) и в различных тканях семени: в эндосперме, в перисперме,

винтегументальном тапетуме и в тканях самого зародыша.

Ктеме «Жизненный цикл цветковых растений»

Используя схему, приведенную в методичке проиллюстрировать жизнен­ ный цикл любого цветкового растения нашей флоры, привести формулу и

VII. Вопросы для самостоятельной работы по теме

«Генеративные органы. Размножение растений»

1.Вегетативное размножение высших растений. Биологическое значение. Ответ проиллюстрировать.

2.Приведите примеры искусственного вегетативного размножения. Рисунки.

3.Приведите примеры вегетативного размножения растений в природе.

4.Способы бесполого размножения у споровых растений. По учебным пособиям приведите рисунки спорангиев и спор, зооспорангиев и зооспор, микроспорангиев и мегаспорангиев, микроспор и мегаспор у представителей различных отделов споровых растений.

5.Особенности размножения и жизненный цикл у голосеменных растений. Сравнить с жизненным циклом покрытосеменных растений.

6.Происхождение и эволюция цветка.

7.Значение отдельных частей цветка в размножении растений.

8.Морфология тычинок. Типы тычинок. Микроспорогеиез. Строение стенки пыльника. Строение пыльцы.

9.Морфология пестика. Как определить число плодолистиков образующих пестик. Верхняя и нижняя завязь, способы прикрепления семязачатков.

10.Строение семяпочки (=семязачатка). Мегаспорогенез. Развитие жен­ ского гаметофита.

11.Типы гинецея: апокарпный (простой и сложный), паракарпный, синкарпный, лизикаргшый. Их происхождение и эволюция. Способы прикрепления семяпочек.

12.Классификация цветка по морфологии околоцветника.

13.Цветки обоеполые, однополые. Растения однодольные и двудольные. Привести конкретные примеры.

14.Адаптация цветка к энтомофилии. Примеры.

15.Адаптация цветка к анемофилии. Примеры.

16.Значение самоопыления, ветро- и насекомоопыления. Искусственное опыление.

17.Двойное оплодотворение у цветковых растений. Результат. Ответ про­ иллюстрировать.

18.Типы семян по способу запасания питательных веществ. Нарисовать крах­ мальное зерно (простое, сложное) и алейроновое зерно. Морфология семян.

19.Сравнить строение семени фасоли и зерновку злака. Сходство и отличие

встроении их зародышей. Рисунки.

20.11рорастание семян фасоли и зерновки злака. Дать определения тер­ минам: гипокотиль, эпикотиль, колеоптиль, эпибласт и щиток, главный и придаточные корни, эндосперм. Нарисовать проростки и сделать все обо­ значения.

21. Подземное и надземное прорастание фасоли и гороха. Нарисовать про­ ростки и сделать все обозначения. В чем отличие подсемядольного колена от надсемядольного.

22.Условия прорастания семян. Превращение веществ при созревании и прорастании семян.

23.Классификация плодов, их биологическая роль.

24.Приведите примеры и рисунки односемянных и многосеменных плодов.

25.Основные типы сухих и сочных плодов. Примеры, рисунки, обозначения.

26.Развитие околоплодника: экзо-, мезо- и эндокарпий. Строение и значение.

27.Сборные плоды. Дробные плоды. Соплодие. Рисунки. Отличие много-

орешка, многокостянки, гипантия и ложного плода - яблоко друг от друга у представителей сем. Розоцветные.

28.Способы распространения плодов и семян в природе. Привести кон­ кретные примеры.

29.классификация соцветий: принципы. Значение соцветий. Моно- и симподиальные соцветия. Схемы. Привести по несколько примеров растений к

каждой схеме.

30.Биологическое значение цветка, пестика, семяпочки, семян и плода. Дать определения названным выше терминам.

31.Охарактеризуйте апокарпный плод с точки зрения эволюции.

32.Простые и сложные ботрические соцветия. Принципы классификации. Приведите примеры растений с названными соцветиями.

33.Настоящие и ложные плоды. Приведите примеры. Сборные плоды.

Их происхождение.

34. Почему плодолистики приравнивают к мегаспорофиллам, тычинки - микроспорофиллам, а пыльцу - мужскому гаметофиту, зародышевый мешок - женскому гаметофиту.

35. В чем отличие шишки голосеменных и цветка покрытосеменных. Био­ логическое значение шишки и цветка.

36.Сравните между собой и охарактеризуйте следующие типы околоцвет­ ников: гетерохламидный - у лютика, геми циклический - у яблони, гомохламидный - у тюльпана, гаплохламидный (--монохлам идный) - у лебеды, апохламидные - у ивы. Рисунки.

37.В чем отличие цветков по расположению его частей: циклических -

уяблони, гемициклических - у лютика, спиральных - у магнолии. Рисунки.

38.Классификация цветков по симметрии околоцветника. Приведите при­

меры. По составу цветка.

39. Морфологическое строение тычинок. Анатомия стенок пыльника. Строение пыльцевого зерна.

40. Дайте определение следующим терминам: гинецей, плодолистик, пестик.

Семяпочка. Рисунки.

41. Классификация соцветий по характеру олиственности: фрондозные, брактеозные, фрондозно-брактеозные: схема соцветий. Приведите примеры.