ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Тема. Будова та різноманітність рослинних клітин. Поділ клітини. Будова та різноманітність рослинних тканин.

Мета. Закріпити навички користуватися мікроскопом. Навчитися виготовляти тимчасові препарати. Ознайомитися з будовою та різноманітністю рослинних клітин та тканин.

Обладнання та об’єкти дослідження: мікроскопи, предметні та накривні скельця, препарувальні голки, пінцети, леза, піпетки, фільтрувальний папір, цибулина, листки та стебла кімнатних рослин, готові мікропрепарати кінчика кореня цибулі.

Довідковий матеріал

Форма та розміри у клітин рослин дуже різноманітні. В одноклітинних водоростей клітини кулеподібні, овальні, зірчасті, веретеноподібні тощо. У багатоклітинних рослин — багатогранні. Всю різноманітність клітинних форм рослин об’єднують у дві групи:

- паренхімні (грецьке паренхіма — налите поруч), довжина яких дорівнює ширині, або не перевищує її у 2-3 рази;

- прозенхімні — довжина яких перевищує ширину у 5 разів і більше.

Тканини — група подібних за будовою клітин, які мають спільне походження та фізіологічні функції.

У рослин виділяються такі основні типи тканин: твірні, покривні, механічні та основні.

Твірна тканина або меристема (від грецького меристос — подільний) складається з клітин, які мають тоненькі клітинні стінки з незначним вмістом целюлози та велике ядро. Залежно від розміщення меристеми поділяють на:

- верхівкові або апікальні;

- бічні або латеральні;

- вставні (інтеркалярні);

За походженням розрізняють такі типи твірних тканин:

- первинні (закладаються на верхівках зародкового корінця та стебельця);

-вторинні (камбій, фелоген, ранева меристема).

Покривні тканини розміщені на поверхні органів рослин та відмежовують їх від зовнішнього середовища. Залежно від походження розрізняють такі типи покривних тканин:

-епідерма (від грец. епі — над та дерма — шкіра) складається з одного або декількох шарів безбарвних живих клітин, які вільно прилягають одна до одної;

-корок — мертва багатошарова тканина, яка утворена внаслідок діяльності коркового камбію або фелогену;

- кірка — комплекс прошарків корка та мертвих клітин первинної тканини.

Тканини, які є основною масою різних органів рослин, об'єдну­ються під назвою основні тканини. їх називають також виповню­ючими, або основною паренхімою. Основна паренхіма складається з живих паренхімних клітин з тонкими целюлозними оболонками. Вона становить основну масу кореня і пагона, репродуктивних та метаморфізованих органів. Клітини основної паренхіми виконують різноманітні функції — фотосинтез, поглинання і запасання речо­вин тощо.

Асиміляційна, або хлорофілоносна, тканина розміщена в лист­ках і корі молодих дерев. Клітини її більш-менш однорідні, тонко­стінні і містять багато хлоропластів, розташованих у пристінному шарі цитоплазми. Асиміляційна паренхіма буває стовпчастою (па­лісадною), складчастою та губчастою. Клітини асиміляційної па­ренхіми виконують одну з найважливіших функцій рослин — фото­синтез.

Основна функція всисної тканини — вбирання розчи­нених мінеральних, органіч­них речовин і води. До тка­нин, які виконують поглинальну функцію, належить ризодерма кореня. Кореневі во­лоски, які є складовою час­тиною ризодерми, всмокту­ють ґрунтовий розчин. На листках деяких епіфітів рослин сухих місцезростань утворюються всисні волоски, які всмоктують краплі роси і дощову воду.

Провітрювальна тканина, або аеренхіма, виконує фун­кцію газообміну, який необ­хідний для фотосинтезу, ди­хання та випаровування во­ди. Вона має великі міжклі­тинники, з'єднані між собою в одну вентиляційну мережу. Провітрювальна система представлена також продихами і сочевичками.

Запасаючі тканини роз­ташовані переважно в корі кореня, а також у насінні, плодах, у них відкладають­ся і зберігаються пластичні речовини.

Видільні тканини бува­ють зовнішніми і внутрішні­ми. У багатьох рослин листки виділяють воду у вигляді крапель крізь гідатоди, і такий процес виділення називається гутацією. В листках комахоїдних рослин є також перетравлюючі залози, що виділяють травні соки. Це приклади зовнішніх видільних тканин. У багатьох рослин є внутрішні видільні тканини, представлені схо­вищами секреції, де в клітинах утворюються і зберігаються речо­вини, які становлять кінцеві продукти обміну; ці речовини можуть виходити назовні лише при механічних пошкодженнях рослин. До внутрішніх видільних тканин відносять також молочники, смоляні ходи тощо.

Механічні тканини надають рослині міцності, завдяки чому вона витримує значну масу, проти­стоїть вітру, доїду, снігу. Міцність механічних тканин залежить від особливостей будови клітин та способів розташування їх в ор­ганах. Механічні тканини склада­ються з товстостінних, в основно­му прозенхімних, клітин з надзви­чайно міцною і пружною оболон­кою. За характером будови, фор­мою і функцією розрізняють три типи механічних тканин: коленхі­му, склеренхіму і склероїди.

Коленхіма —механічна ткани­на з живих клітин, зустрічається в периферійних шарах стебла, че­решках листків, плодоніжках. Клітини коленхіми дрібні, прозенхімної і паренхімної форми. Залежно від характеру потовщен­ня клітинної оболонки розрізня­ють кутову (потовщення відбу­ваються в кутах кожної клітини), пластинчасту (потовщують­ся тангентальні стінки, а радіальні залишаються тонкими) і пух­ку коленхіму. Найпоширеніша кутова коленхіма.

Склеренхіма — найпоширеніший вид механічної тканини веге­тативних органів наземних рослин. Складається з прозенхімних клі­тин з рівномірно потовщеними стінками. Живі лише молоді клітини. З віком вміст їх відмирає. За хімічним складом стінок клітин роз­різняють два види склеренхіми: волокна лубу —стінка целюлозна або дещо здерев'яніла, волокна деревини (лібриформ) стінка завжди здерев'яніла.

Склереїди — це мертві паренхімні клітини з рівномірно потов­щеними здерев'янілими стінками, просякнуті лігніном та сполуками кальцію і кремнію. Склереїди виконують опорну функцію (у плодах груші, айви) або захисну (кам'янисті клітини у плодах вишні, сли­ви) тощо.

Провідні тканини мають специфічну будову і різноманітні при­стосування для руху води та розчинених у ній речовин. У вищих рослин кореневого живлення поживні речовини разом з водою ру­хаються від підземних до надземних органів, а від листків у на­прямі кореневої системи транспортуються продукти асиміляції. Перший шлях руху називають висхідною течією, а другий — низ­хідною. Висхідна течія здійснюється по трахеїдах або судинах.

Трахеїди — це видовжені мертві клітини з товстими оболонками, загостреними кінцями, в стінках яких містяться облямовані пори. Вони менш поширені у рослин, ніж судини, і лише у папоротепо­дібних та хвойних 95 % провідних елементів складаються з трахеїд.

Судини — це досконаліший тип провідних елементів провідної тканини. Вони утворюються з клітин про­камбію або камбію, в яких потовщують­ся і дерев'яніють бічні стінки, відмирає вміст, а у поперечних стінках утворюєть­ся одна або кілька перфорацій. За фор­мою потовщення стінок судини або тра­хеїди є кільчасті, спіральні, драбинчасті, сітчасті, пористі. Судини і тра­хеїди разом з деревинною паренхімою та дерев'янистими волокнами утворюють ксилему, або деревину, по якій знизу вго­ру проходить вода з розчиненими в ній мінеральними речовинами.

Низхідна течія (рух органічних речо­вин, асимільованих листками) вниз по стеблу до кореня здійснюється по ситовид­них трубках. Це ряд прозенхімних живих клітин (члеників), в яких поперечні стін­ки пронизані отворами, що в своїй сукупності становлять ситовидну пластинку. До ситовидних трубок прилягають клітини-супутниці, які виконують роль ка­талізатора. Клітини-супутниці — це та­кож живі клітини з цитоплазмою і тон­кою оболонкою, з обох сторін загострені. Вони утворюються під час формування ситовидних трубок із однієї материнської клітини, розділившись поздовжніми пере­городками. У голонасінних рос­лин клітини-супутниці відсутні. В одно­дольних рослин ситовидні трубки функціонують протягом життя органа, а у дводольних вони не довговічні. Восени ситовидні плас­тинки стають непроникними для органічних речовин внаслідок заку­порювання перфорацій особливою речовиною.

Усі провідні тканини проходять у тілі рослини разом. Вони об'єднуються у пучки провідних тканин, і крім того, з механічними і запасаючими тканинами. Такі об'єднання тканин у вигляді пучків проходять через корені і стебла рослини і називаються судинно-волокнистими пучками. У дводольних рослин до складу судинно-волокнистого пучка входить також твірна тканина — камбій. В од­нодольних рослин у судинно-волокнистих пучках камбію немає. Та частина судинно-волокнистого пучка, в якій об'єднані судини і тра­хеїди, називається деревиною, або ксилемою. Та ж частина, в якій об'єднані ситовидні трубки,— лубом, або флоемою.

Якщо в судинно-волокнистому пучку немає камбію, він називається закритим. Такі судинно-волокнисті пучки вла­стиві однодольним рослинам. Якщо в судинно-волокнистому пучку є камбій, який розміщується між ксилемою і флоемою, то такий пучок називається відкритим. Такі судинно-волокнисті пучки властиві дводольним.

Якщо ксилема розміщується в одній частині пучка, повернутій до центра осьового органа, а флоема до неї примикає і повернута до зовнішньої частини осьового органа, то такий судинно-волокни­стий пучок називається колатеральним. Якщо ксилема роз­міщується в центрі пучка, а флоема її оточує або, навпаки, ксилема оточує флоему, то такий судинно-волокнистий пучок називається концентричним. Концентричні судинно-волокнисті пучки спо­стерігаються в кореневищах. Якщо ксилема і флоема розміщуються по радіусах, чергуючись одна з одною, то такий судинно-волокнис­тий пучок називається радіальним.

Хід роботи

1. Пригадайте будову мікроскопа. Вкажіть, які компоненти входять до оптичної, освітлювальної та механічної систем.

2. Пригадайте правила роботи з мікроскопом.

3. Пригадайте загальні правила виготовлення тимчасових мікропрепаратів:

Перед початком роботи скельця добре миють, обезжирюють і протирають насухо салфеткою. При цьому тримають за реберця пальцями лівої руки, а сал­фетку правої. Особливої обережності вимагає покривне скельце, бо воно тон­ке і дуже крихке.Скельця повинні мати постійне місце на предметному столику.

В центрі предметного скла наносять краплю включаючої рідини (вона не полинна розтікатися), до неї вносять об'єкт і накривають покривним скельцем.Покривне скельце беруть за реберця, прикладають нижнім ребром до краплі і, притримуючи голкою, обережно опускають. Не дозволяється класти покривне скельце плазом швидко, тому що в рідині з'являються бульбашки повітря, які заважають дослідженню. Не допускається натискувати пальцем або салфеткою на покривне скельце. Повітря можна вигнати з-під скельця легким натискуванням ручкою препарувальної голки зверху по скельцю. Рідина не повинна виступати за межі покривного скельця і тим більше потрапляти на нього. Надлишок рідини обережно забирають смужкою фільтрувального паперу. При недостачі рідини наносять краплю на предметне скло поруч з покривним і вона заповнює пустоти.Всі маніпуляції з покривним скельцем і об'єктом проходять за допомогою препарувальної голки.

4. Приготуйте тимчасовий препарат епідермісу цибулі, розгляньте його під мікроскопом. Замалюйте ділянку епідермісу, вкажіть тип клітин. Підпишить видимі структурні компоненти клітини.

5. Розгляньте готовий мікропрепарат кінчиків кореня цибулі. Знайдіть ділянку меристеми кореня. Зверніть увагу на форму, розміри та стадії поділу клітин. Замалюйте ділянку меристеми з клітинами, які знаходяться у різних стадіях поділу. Вкажіть хромосоми, веретено поділу, ядро, цитоплазму, мембрану.

6. Приготуйте тимчасовий мікропрепарат епідерми листка бегонії. Замалюйте ділянку епідерми з продихами. Опишіть особливості епідерми за такою схемою:

1. Клітини епідерми: прозенхімні, трохи витягнуті, паренхімні (округлі; овальні, прямокутні, багатокутні тощо)

2. Оболонки клітин: прямі, звивисті, трохи хвилясті, тонкі, потонщені.

3. Продихи:

4. а) відсутні, рідкі, часті;

5. б) розташовані рівномірно, безладно, рядами, групами;

6. в) орієнтація продихової щілини невизначена, уздовж вісі листка, перпендикулярно до вісі листка;

7. Опушення : відсутнє, рідке, густе, пучками.

5. Приготуйте тимчасовий мікропрепарат поперечного зрізу черешка листка бегонії. Знайдіть ділянку коленхіми ( 5-6 шарів дрібних клітин з потовщеними стінками) під епідермісом та замалюйте її.

Лабораторна робота №2

Тема. Зовнішня та внутрішня будова кореня. Типи кореневих систем. Видозміни кореня.

Мета. Вивчити особливості внутрішньої та зовнішньої будови кореня; навчитися розрізняти типи кореневих систем та метаморфози кореня.

Обладнання та об’єкти дослідження: кореневі системи різного типу (живі рослини гербарій, фіксований матеріал); мікроскопи, предметні та накривні скельця, препарувальні голки, лупи; готові мікропрепарати повздовжнього зрізу кінчика кореня цибулі, поперечного зрізу коренів півників та гарбуза.