Работа 58 Строение семени злаков

 

Задания и порядок работы:

Семенная кожура злаков плотно срастается с кожистым околоплодником, вследствие чего семя нельзя извлекается из плода – зерновка.

Постоянный препарат продольного среза зерновки пшеницы изучают при малом увеличении микроскопа (рис. 86). Сначала рассмотрите околоплодник, кожуру, эндосперм. Наружный слой эндосперма состоит из плотно сомкнутых клеток с зернами запасного белка. Это алейроновый слой. Под ним располагается крахмальная часть эндосперма, клетки которого наполнены крахмальными зернами, между последними вкраплены алейроновые зерна.

Изучите строение зародыша при большом увеличении, найдите в нем щиток, почечку, стебелек, корешок и эпибласт. Щиток – это семядоля зародыша, примыкающая к эндосперму. Почечка покрыта наружным листом – колеоптилем, под которым виден конус нарастания с зачаточными листьями. Почечка сидит на коротком стебельке, переходящем в корешок с корневым чехликом. Снаружи корешок окружен корневым влагалищем – колеоризой. На противоположной от щитка стороне зародыша есть маленький вырост – эпибласт.

Схематично зарисуйте часть продольного среза зерновки с зародышем, сделайте необходимые обозначения.

Укажите, к какому типу семян по месту отложения запасных питательных веществ относится семя злаков.

 

рис. 86. Зерновка пшеницы – Tr í ticum sp.

А – продольный срез зерновки; Б – продольный срез зародыша

 

Тема. Проростки

Прорастание семени – это переход от состояния покоя к росту зародыша и формирования проростка. Прорастанию семени предшествует его набухание, т.е. поглощение большого количества воды. Одновременно происходит мобилизация запасных веществ, т.е. переход их в растворимые легкоусвояемые соединения: крахмал и жирные масла превращаются в глюкозу, белки – в аминокислоты.

Ферменты, растворяющие вещества эндосперма и перисперма, выделяют семядоли зародыша. В дальнейшем через них происходит всасывание питательных веществ зародышем. В результате усиленного питания клетки зародыша делятся, растут, все органы зародыша разрастаются. Из разрыва кожуры или семявхода первым выходит зародышевый корешок, дающий начало главному корню. Он укрепляет растение в почве и начинает самостоятельно всасывать воду и минеральные вещества. Затем трогается в рост верхушечная почечка, формируется главный побег растения. Зародыш превращается в проросток.

Строение проростка зависит от типа прорастания семени. При надземном прорастании семядоли выносятся из почвы и зеленеют. Вынос семядолей происходит за счет интенсивного роста подсемядольного колена – гипокотиля (фасоль, огурец, тыква, подсолнечник, клен). Гипокотиль – участок стебля между корнем и семядолями, эпикотиль (надсемядольное колено) – участок стебля между семядолями и почечкой или первым листом.

При подземном прорастании семядоли не выносятся на поверхность, а остаются в почве. Они служат вместилищем запасных питательных веществ, которые поступают затем в проросток (горох, дуб). У злаков питательные вещества из эндосперма попадают в проросток через щиток (семядолю). При подземном прорастании гипокотиль не удлиняется.

Работа 59 Проростки

 

Задания и порядок работы:

Для выполнения работы необходимо иметь проростки, находящиеся в разных фазах развития: начало прорастания (весь проросток находится еще в почве); появление всходов; появление первых листьев.

Для этого заранее высеять в разные сроки семена растений с разными типами прорастания: фасоли (или тыквы, кабачков, подсолнечников); гороха, бобов, настурции, дуба, овса (или пшеницы, ржи).

Рассмотрите проростки разных фаз развития.

Установите, у каких растений надземное прорастание, а у каких подземное.

Зарисуйте проростки двудольных растений с надземным прорастанием (фасоль, тыква и др.), отметив более мощный главный корень и боковые (стержневая корневая система), гипокотиль, семядоли, эпикотиль, первые листья и верхушечную почку (рис. 87).

Зарисуйте какой то из проростков двудольных с подземным прорастанием (горох, бобы, настурция и др.), отметив, что гипокотиль не развит (семядоли остались в кожуре семени под землей). Отметьте главный и боковые корни, эпикотиль, листья и верхушечную почку (рис. 88).

Зарисуйте проростки злаков. Отметьте, что все они характеризуются подземным прорастанием (их единственная семядоля – щиток остается внутри зерновки в почве). Почечка проростка защищена колеоптилем, под прикрытием которого она проходит слой почвы. При дальнейшем развитии последующие листья разрывают колеоптиль, который постепенно отмирает.

 

Примеры растений с подземным и надземным прорастанием

Подземное прорастание	Надземное прорастание
Дуб черешчатый - Qu é rcus r ó bur L. Бобы русские - V í cia f á ba L. Горох посевной - P í sum sat í vum L. Горошек, или вика – Ví cia sp. Донник – Melil ó tus sp. Карагана древовидная, или Желтая акация - Caragána arboréscens Lam. Робиния, или белая акация - Rob í nia pseudoac á cia L. Чина – L á thyrus sp. Настурция – t ropae ó lum sp.	Свёкла обыкновенная - B é ta vulg á ris L. Редис - Raphánus satívus L. subsp. radícula DC. Клевер – Trifólium sp. Люпин многолистный - Lupínus polyphýllus Lindl. Люцерна - Medicágo sp. Соя - Glýcine máx (L.) Merr. Томат Lycopérsicon esculéntum Mill. Тыква обыкновенная - Cucúrbita pépo L. Астра - áster sp.

 

рис. 87. Надземное прорастание

А – прорастание семени фасоли обыкновенной - Phasé olus vulgá ris L.

Б - прорастание семени тыквы обыкновенной - Cucú rbita pé po L.

 

 

рис. 88. Подземное прорастание

А – зерновки пшеницы – Trí ticum sp .: 1 – колеоптиль; 2 – корни; 3 – первый лист

Б – гороха посевного – Pí sum satí vum L.): 1 – корни; 2 – семенная кожура; 3 – семядоли; 4 –эпикотиль; 5 – первые листья

В – семени настурции – t ropaeó lum sp.

Г – желудя дуба черешчатого - Qué rcus ró bur L.

 

Тема. Плоды

Плод развивается из завязи или цветка в целом. Формирование плодов происходит одновременно с образованием семян после двойного оплодотворения. Столбик и рыльце пестика засыхают. Тычинки и лепестки обычно к этому времени опадают. Чашечка у одних видов также опадает (капуста, вишня), у других остается при плодах (лен, горох) и даже разрастается (физалис). Цветоножка видоизменяется в плодоножку. Основа плода – завязь, из стенки которой формируется околоплодник (перикарп) – стенка плода.

В зрелом околоплоднике различают три слоя: наружный (экзокарп), средний (мезокарп) и внутренний (эндокарп).

Классификация плодов. Простой плод образуется из цветка с одним пестиком (монокарпный или ценокарпный гинецей). Это самая многочисленная группа плодов.

Сборный плод формируется в цветке с несколькими (многими) пестиками (апокарпный гинецей). Он состоит из отдельных плодиков, каждый из которых образовался из одного пестика.

Соплодие возникает из соцветия в результате срастания нескольких плодов, образованных из отдельных цветков одного соцветия.

Дальнейшая классификация строится на основе консистенции околоплодника (сухие и сочные плоды), числа семян (многосемянные и односемянные), вскрывания околоплодника (невскрывающиеся и вскрывающиеся плоды) (рис. 89).

рис. 89. Принципы классификации плодов

 

Работа 60 Простые плоды

 

Задания и порядок работы:

 

1. Рассмотрите коллекцию сухих простых плодов и изучите их.

Односемянные ореховидные, невскрывающиеся плоды (рис. 90.):

зерновка пшеницы (род Tr í ticum) – пленчатый околоплодник срастается с кожурой семени;

семянка подсолнечника однолетнего (Heli á nthus á nnuus L.) – кожистый околоплодник не срастается с кожурой семени; семянка с летучкой одуванчика лекарственного (Tar á xacum officin á le Wigg. s.l.);

крылатка вяза (род úlmus) или ясеня (Fráxinus) – кожистый околоплодник разрастается в крылатый придаток;

орех лещины обыкновенной (Córylus avellána L.) – деревянистый околоплодник не срастается с кожурой семени, заключен в листовидную обвертку - плюску;

 

рис. 90. Простые, сухие, односемянные невскрывающиеся плоды

А - зерновка, Б – семянка: а – подсолнечника однолетнего, б -одуванчика лекарственного (с летучкой); В – крылатка: а – вяза, б – ясеня; Г – орех лецины: а – с плюской, б – без плюски

Многосемянные коробочковидные, вскрывающиеся плоды (рис. 91.):

листовка шпорника полевого, или сокирки полевые (Cons ó lida reg á lis S.F. Gray) – образована одним плодолистиком, имеет одно гнездо, вскрывается по одному шву, сверху вниз;

боб гороха посевного (P í sum sat í vum L.) – образован одним плодолистиком, имеет одно гнездо, скрывается сверху вниз по двум швам;

стручок капусты огородной (Br á ssica oler á cea L.) – образован двумя плодолистиками, имеет два гнезда, разделенных ложной перегородкой, вскрывается снизу вверх, двумя створками;

стручочек ярутки полевой (Thl á spi arv é nse L.), сумочника пастушьего, или пастушьей сумки (Caps é lla b ú rsa - past ó ris (L.) Medikus) – устроен так же, как стручок, но длина его превышает ширину не более чем в три раза;

коробочка мака (Pap á ver sp.) образована несколькими плодолистиками, имеет одно гнездо (перегородки неполные), вскрывается дырочками под звездчатым рыльцем; и др.

гранатина граната (Púnica granátum L.) развивается из нижней многогнездной завязи с двумя этажами гнезд, разделенных пленчатыми перегородками. Твердый кожистый околоплодник вскрывается трещинками. Многочисленные семена с красной сочной съедобной наружной частью семенной кожуры.

 

рис. 91. Простые, сухие, многосемянные, вскрывающиеся плоды

А – листовка сокирки полевые (Consó lida regá lis S.F. Gray ), Б – боб гороха посевного- Pí sum satí vum L .; В – стручок капусты огородной - Brá ssica olerá cea L.; Г – стручочек ярутки полевой - Thl á spi arv é nse L.;Д – коробочка мака- Papá ver sp ., Е - коробочка белены - Hyoscýamus sp.; Ж – коробочка хлопчатника обыкновенного – Gossý pium hirsú tum L.

 

Многосемянные распадающиеся ( рис. 92. ).

Дробные – распадаются на односемянные мерикарпии в результате расщепления завязи вдоль по гнездам:

двусемянка, вислоплодник – моркови посевной (D á ucus sat í vus (Hoffm.) Roehl.), укропа пахучего, или огородного (An é thum grave ó lens L.), кориандра посевного, или Кинзы (Cori á ndrum sativum L.) распадается на два полуплодика, висящих на карпофоре;

двукрылатка клена (ácer sp.) распадается на два мерикарпия, каждый из которых имеет кожистый вырост – крыло;

дробная коробочка хатьмы тюрингенской (Lavatéra thuring í aca L.) распадается на несколько мерикарпиев, называемых калачиками.

рис. 92. Простые, сухие, многосемянные, распадающиеся плоды А – дробные: двукрылатка клена – ácer sp. Б – членистые: стручок редьки дикой - Rá phanus raphaní strum L.

ч ленистые – плоды, разделяющиеся при созревании семян поперечными перегородками на односемянные части.

членистый стручок редьки дикой (R á phanus raphan í strum L.);

членистый боб копеечника (Hedýsarum sp.), вязеля разноцветного (Coron í lla varia L.), софоры (S ó phora sp.).

 

2. Рассмотрите сочные простые плоды.

 

Односемянные, костянковидные ( рис. 93. ):

костянка вишни обыкновенной, или садовой (Cer á sus vulgáris Mill.), сливы домашней (Pr ú nus dom é stica L.) илиперсика обыкновенного – P é rsica vulg á ris Mill. – образована одним плодолистиком, имеет деревянистый эндокарп ("косточка"), сочный мясистый мезокарп и тонкий экзокарп;

сухая костянка у миндаля обыкновенного (Am ý gdalus comm ú nis L.) - зеленые несъедобные экзо- и мезокарп при созревании подсыхают, растрескиваются и деревянистая с бугристой поверхностью косточка (эндокарп), называемая в быту орехом, выпадает. В ней заключено семя без эндосперма и перисперма. Зародыш семени с двумя морщинистыми семядолями.

Сухая костянка и у облепихи крушиновидной (Hipp ó phae rhamn ó ides L.) – экзо- и мезокарп пленчатые, сросшиеся; эндокарп кожистый, толстый, темно-коричневый. Снаружи костянка полностью закрыта сочными тканями разросшейся трубки чашечковидного околоцветника, что делает плод облепихи сочным.

 

 

рис. 93. Простые, сочные односемянные

А – костянка: а - сливы домашней - Prú nus domé stica L ., б – персика обыкновенного – Pé rsica vulgá ris Mill.

Б –сухая костянка грецкого ореха – Jú glans ré gia L., а - внешний вид плода с растрескавшимся экзо- и мезокарпом, б – вскрытый плод с семенем

Многосемянные, ягодовидные ( рис. 94. ):

ягоды мелкоплодного томата, или помидора (Lycopérsicon esculéntum Mill.), картофеля (Sol á num tuber ó sum L.) – образована двумя плодолистиками, имеет два гнезда, сочные эндокарп и мезокарп, кожистый экзокарп. Они, так же как и у киви (Актинидия китайская – Actin í dia chin é nsis Planch.), образованы из верхней завязи. Ягоды смородины (R í bes sp.), крыжовника (Grossulária sp.), клюквы (Oxyc ó ccus sp.), черники (Vacc í nium m ý rtillus L.), брусники (Vacc í nium v í tis - ida é a L.) образованы из нижней завязи.

Двусемянные ягоды у кофе (Cóffea).

Односемянные ягоды у авокадо (P é rsea americ á na Mill.) и финиковой пальмы (Pho é nix sp.)

тыквина огурца посевного(C ú cumis sat í vus L.) – образована тремя плодолистиками, имеет сочные эндокарп и мезокарп, твердый деревенеющий (в зрелом плоде) экзокарп;

померанец (гесперидий) цитрусовых (лимона – C í trus l í mon (L.) Burm, апельсина – C í trus sin é nsis (L.) Osb., мандарина – C í trus ú nshiu Marc., грейпфрута – C í trus parad í sii Macf.) - образован несколькими плодолистиками, многогнездный. Гесперидий имеет кожистый ярко окрашенный экзокарп (флаведо) с большим числом эфирных железок, губчатый белый мезокарп (альбедо) и тонкий пленчатый эндокарп со множеством крупных волосков, богатых клеточным соком, которые заполняют гнезда плода.

яблоко яблони домашней (M á lus dom é stica Borkh.) – образовано пятью плодолистиками, имеет пять гнезд, которые выстланы пергаментным эндокарпи; сочная часть плода образована мясистым мезокарпи и экзокарпи, а также сросшимися основаниями тычинок, лепестков и чашелистиков (цветочной трубкой). Плод яблоко также у груши (P ý rus sp.), рябины обыкновенной (S ó rbus aucup á ria L.), боярышника (Crata é gus sp.) и др. Разрежьте плод поперек и рассмотрите его части.

 

 

рис. 94. Простые, сочные мносемянные

А – ягода картофеля - Solá num tuberó sum L ., поперечный разрез; Б – померанец мандарина– Cí trus ú nshiu Marc.: а – побег с плодами, б – поперечный разрез плода (схема); В – яблоко яблони домашней - Má lus domé stica Borkh., продольный разрез.

 

3. Схематично зарисуйте и укажите названия сочных плодов.