Методичні вказівки до виконання роботи. 1. Вивчити особливості будови рівноспорових папоротеподібних на прикладі щитника чоловічого

1. Вивчити особливості будови рівноспорових папоротеподібних на прикладі щитника чоловічого.

Зарисувати гаметофіт щитника (рис. 25.1а), позначити: 1) ризоїди, 2) антеридії, 3) архегонії. Зарисувати спорофіт щитника (рис. 25.1б), позначивши: 1) кореневище; 2) корені; 3) залишки відмерлих листків; 4) молоді листки; 5) дорослі листки. Зарисувати частину листка з сорусами (рис. 27.1в), позначити: 1) плацента; 2) спорангії; 3) індузій; 4) ніжка спорангія; 5) кільце спорангія; 6) спори. Скласти схему циклу відтворення.

Досліджуючи зразки щитника чоловічого, або чоловічої папороті, переконайтеся, що це багаторічна рослина. Кореневище в неї товсте, коротке, чорно-буре, вкрите залишками відмерлих листків; знизу від кореневища відходять додаткові корені (вони тонкі); зверху відходять листки. Листки великі, двоперисті, довгочерешкові, до 1 м завдовжки. Черешки вкриті тонкими лускоподібними плівками. При основі кореневища є молоді равликоподібно скручені листки; від моменту їх закладання на кореневищі і до їхнього розгортання над поверхнею землі проходить 3 роки. Якщо подивитися на нижній бік листка, то вздовж середніх жилок часток листка видно соруси, вони округлі і прикриті зверху покривальцем. Будову соруса слід розглянути на спеціальному мікропрепараті поперечного розрізу листка з сорусом. За допомогою мікроскопа в центрі соруса видно плаценту, до якої прикріплені спорангії, що мають вигляд двоопуклих сочевичок. Стінка спорангія одношарова, з великих тонкостінних клітин. Спорангій відкривається спеціальним пристосуванням — кільцем, утвореним з клітин, більша частина яких має нерівномірно потовщені стінки, а інші залишаються тонкостінними. Саме завдяки таким особливостям кільце сприяє відкриванню спорангія і розсіюванню спор, коли вони достигають. Перед утворенням спор в спорангії відбувається редукційний поділ. Розглядаючи гаметофіт в лупу, зверніть увагу, що він має форму серцеподібної пластинки, краї якої одношарові, а середня частина — багатошарова; з нижнього боку розташовані численні багатоклітинні ризоїди. За допомогою мікроскопа видно, що між ризоїдами знаходяться антеридії, а ближче до виїмки пластинки - архегонії.

2. Вивчити особливості будови різноспорових папоротеподібних на прикладі сальвінії плаваючої.

Зарисувати спорофіт (рис. 25.2а), позначивши: 1) стебло; 2) надводні листки; 3) підводні листки; 4) спорокарпії. Зарисувати поперечний розріз крізь спорокарпій (рис. 27.2б), позначити: 1) сорус з мікроспорангіями, 1) сорус з мегаспорангіями. Скласти схему циклу відтворення.

Щоб ознайомитися з різноспоровими папоротеподібними, скористайтеся зразками сальвінії плаваючої або інших видів, які вирощують в акваріумах. Сальвінія — невелика рослина, що вільно плаває на поверхні води. Стебло у неї тонке, ламке, ниткоподібне. Коренів у сальвінії немає, їх функцію виконують видозмінені листки, які занурені у воду і розсічені на ниткоподібні частки (зовні ці листки подібні до коренів). На поверхні води плавають ще 2 листки, вони довгасті або овальні, з короткими черешками, вкриті зверху бородавочками. При основі занурених у воду листків містяться спорокарпії.

На поперечному розрізі спорокарпія видно, що зовні він вкритий товстою міцною оболонкою, яка захищає його від висихання. В спорокарпіях містяться соруси з мікро- або мегаспорангіями. Мікроспор утворюється багато, а мегаспор — одна.

3. Ознайомитися з видовою різноманітністю папоротеподібних України, занесених до Червоної книги України.

Завдання для самостійної роботи:скласти порівняльну характеристику підкласів Поліподіїди, Марсилеіди та Сальвініїди.

Лабораторне заняття 26

ВІДДІЛ ГОЛОНАСІННІ (СОСНОПОДІБНІ) — GYMNOSPERMAE (PINOPHYTA)

q Клас Хвойні (Пінопсіди) — Pinopsida

Підклас Пініди — Pinidae

q Клас Гінкговидні (Гінкгопсиди) — Ginkgopsida

Порядок Гінкгові — Ginkgoales

Мета: вивчити особливості будови і розмноження голонасінних, визначити їх провідні риси порівняно з вищими споровими рослинами.

Об'єкти вивчення:живі, фіксовані або гербарні зразки сосни звичайної — Pinus sylvestris L. (гілки з мікростробілами і шишками різного віку, пилок, мікропрепарати поздовжнього розрізу мікростробіла і шишки), гербарні зразки і колекції шишок різних видів голонасінних (сосна— Pinus L., ялина — Рісеа Dietr., ялиця — Abies Mill., модрина — Larix Mill., яловець — Juniperus L., туя —Thuja L., кедр — Cedrus L., тис — Taxus L. , кипарисовик — Chamaecyparis Spach.).

Контрольні питання (конспект)

· Якими життєвими формами представлені сучасні голонасінні?

· Чому сосноподібні разом з вищими споровими називають архегоніальними рослинами?

· Охарактеризуйте цикл відтворення пінопсід на прикладі сосни звичайної.

· Яку будову має мікростробіл сосни?

· Чим представлений мікрогаметофіт у сосноподібних? В чому особливості його формування?

· Яку будову має шишка хвойних?

· Яка будова насінного зачатка?

· Яку будову має мегагаметофіт сосноподібних? Де і як він утворюється?

· Яка будова насінини сосни? Як вона утворюється?

· Яке значення появи насінини в еволюції рослинного світу?

· Назвіть хвойні, що мають лише видовжені пагони.

· За якими ознаками відрізняються ялина і ялиця, кедр і модрина, кипарис і туя, ялівець і тис?

· У чому переваги голонасінних порівняно з вищими споровими рослинами?

· Назвіть хвойні, поширені у вашому регіоні.

Методичні вказівки до виконання роботи.

Завдання 1

Розглянути живу або зафіксовану гілку сосни звичайної. Замалювати (рис.26.1), позначивши: 1) вкорочені пагони; 2) видовжені пагони; 3) чоловіча шишка (мікростробіл); 4) жіноча шишка 1-го року; 5) жіноча шишка 2-го року; 6) жіноча шишка 3-го року; 7) хвоя, 8) насінина з крилатим придатком.

Зверніть увагу на наявність у сосни звичайної двох типів пагонів — видовжених та укорочених: укорочені пагони несуть по 2 довгі хвоїни (кількість хвоїн на укороченому пагоні — таксономічна ознака у хвойних). На верхівках пагонів розташовані дрібні, поодинокі (рідше по 2-3) шишки зеленого кольору з темно-червоним або буруватим відтінком. При основі річних видовжених пагонів розташовані мікростробіли, які мають золотисто-жовтий колір. Крім того, на гілках сосни є ще шишки зелені конусоподібні з закритими лусками (шишки 2-го року) та коричнево-бурі дерев'янисті з відкритими лусками (шишки 3-го року), при основі лусок в шишках третього року знаходиться дозріле насіння. Роздивившись насінину сосни звичайної, зверніть увагу, що вона має крилаті плівчасті придатки, за допомогою яких і поширюється.

Завдання 2

Розглянути і зарисувати будову мікростробіла сосни звичайної у поздовжньому розрізі (рис. 26.2), позначити: 1) вісь мікростробіла, 2) луска (мікроспорофіл), 3) пилкові мішки (мікроспорангії).

На поздовжньому розрізі мікростробіла видно, що він складається з осі, до якої прикріплюються луски, що мають вигляд плоских листочків з загнутим угору широким зовнішнім краєм. На зовнішньому боці луски лежать по два великих опуклих пилкових мішки, в яких формується пилок.

Завдання 3

Розглянути і зарисувати будову пилкового зерна (мікрогаметофіта) (рис. 26.3), позначити: 1) екзина, 2) інтина, 3) сифоногенна клітина, 4) спермагенна клітина.

Будову пилкового зерна (мікрогаметофіта) розглянути за великого збільшення мікроскопа, зафарбувавши попередньо препарат будь-яким темним барвником. За допомогою мікроскопа видно, що пилкове зерно має овальну форму і вкрите двома оболонками — екзиною (зовнішня) і інтиною (внутрішня). На протилежних полюсах пилкового зерна екзина відшаровується від інтини і утворює дві повітряні камери. Під оболонками можна бачити дві клітини, які різняться розмірами: сифоногенна (велика), яку нерідко неправильно називають вегетативною, та спермагенна (дрібна). З сифоногенної клітини в процесі розвитку мікрогаметофіта після запилення утворюється пилкова трубка, а з спермагенної — статеві клітини (спермії).

Мікрогаметофіт дуже редукований (немає антеридіїв) і повного розвитку досягає, як правило, на мегаспорангії. Мікроспори і пилок (мікрогаметофіт) формуються в пилкових мішках (мікроспорангіях), розташованих на лусках (мікроспорофілах), зібраних в мікростробіли. Статеві клітини (спермії) досягають яйцеклітини по пилковій трубці, це також є перевагою перед вищими споровими рослинами.

Завдання 4

Розглянути і зарисувати будову шишки сосни у поздовжньому розрізі (рис. 26.4), позначити: 1) вісь шишки, 2) покривна луска, 3) насінна луска (мегаспорофіл), 4) насінний зачаток.

Вивчаючи будову насінного зачатка, зверніть увагу на те, що зовні він вкритий інтегументом, який на верхівці не зростається, утворюючи пилковхід, або мікропіле (насінні зачатки розташовані при основі насінної луски по два). Під інтегументом знаходиться нуцелус, в якому міститься мегагаметофіт, що складається з первинного ендосперму і двох архегоніїв.

На поздовжньому розрізі шишки видно, що вона складається з осі, до якої прикріплюються луски. У шишках першого року можна бачити два типи лусок (покривні й насінні), пізніше вони зростаються і складається враження (якщо розглядати шишки 2-го року та достиглі), що на осі шишки розташовані однотипні луски. При основі лусок в шишках вже 2-го року та в достиглих видно по дві насінини.

Завдання 5

Розглянути, вивчити и зарисувати будову насінного зачатка сосни (рис. 26.5), позначити: а) інтегументи, б) мікропіле, в) нуцелус (мегаспорангій), г) первинний ендосперм з архегоніями (мегагаметофіт).

Насінний зачаток — новоутворення у рослин. За синангіальною гіпотезою він виникає з групи спорангіїв, з яких лише центральний залишається фертильним, а всі інші стерилізуються. Фертильний мегаспорангій — це нуцелус насінного зачатка, а спорангії, що стерилізувалися, його покрови (інтегументи). У середині насінного зачатка розвивається мегагаметофіт, що, безумовно, значно краще захищений від несприятливих умов зовнішнього середовища порівняно з вищими споровими рослинами. Він складається з вегетативного тіла, яке називають первинним ендоспермом, і двох архегоніїв. Насінні зачатки розташовані на насінних лусках (мегаспорофілах) відкрито і зібрані у шишку. Крім насінних лусок на осі шишки розташовані покривні луски.

Завдання 6

Скласти схему циклу відтворення сосни звичайної (рис. 26.6).

Завдання 7

Ознайомитися з морфологічними особливостями пагонів та шишок різних видів пінід. Зарисувати (рис. 26.7), позначивши: 1) гілка ялини або ялиці з видовженими пагонами і листками (хвоїнками); 2) гілка туї з лускоподібними листками; 3) гілка модрини з видовженими і укороченими пагонами. Записати систематичне положення вивчених об’єктів.

Розглядаючи гербарні зразки різних видів хвойних, зверніть увагу на особливості будови їхніх пагонів. Насамперед видно, що серед хвойних є не лише види з голчастими листками, які сидять безпосередньо на видовжених пагонах (ялина, ялиця, тис, яловець) або зібрані пучками на бічних укорочених пагонах (сосна, модрина, тощо). У представників родів туя, кипарис, кипарисовик пагони вкриті дрібними лускоподібними листками, супротивно розташованими і притиснутими до стебла.

Серед хвойних, що мають лише видовжені пагони, у ялівця листки колючі і розташовані по 3 у мутовках, у ялини листки чотиригранні (на поперечному розрізі ромбічні), гострі, у ялиці — плоскі, тупі, з добре помітними білими смужками з нижнього боку, а у тиса — ланцетоподібні або лінійні, зверху з добре помітною середньою жилкою, а знизу з двома світлими смужками, що проходять по краю листка.

Шишки у яловця і тиса соковиті, ягодоподібні, до 1 см діаметром (називаються шишкоягодами), у яловця вони майже чорні, а у тиса — червоні. У ялини і ялиці шишки здерев'янілі, у ялиці вони прямостоячі і після достигання насіння розпадаються, а у ялини — повислі і не розпадаються, а тільки розкриваються.

Кількість листків (хвоїнок) на укорочених пагонах у хвойних — таксономічна ознака. Так, у модрини і кедра хвоїнок у пучку буває дуже багато (кілька десятків), причому модрина листки на зиму скидає, а кедр - ні. Шишки модрини здерев'янілі, не розпадаються; шишки кедра після достигання насіння розпадаються.

У сосни укорочені пагони несуть по 2-3-5 (іноді 4 або 8) хвоїн, довжина яких коливається від 2 до 45 см при ширині лише 1-2 мм; листки на поперечному розрізі плоско-опуклі або тригранні, середня жилка з одним або двома лровідними пучками (це важлива таксономічна ознака). Шишки сосни здерев'янілі, розкривні, різноманітні за формою і розмірами.

Завдання 8

Ознайомитися з морфологічними особливостями пагонів та плодоношення гінкго дволопатевого. Скласти схему циклу відтворення (рис. 26.8).

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 27