методичка

Задание Изучить и зарисовать строение представителей зеленых водорослей:

хламидомонады, каулерпы, спирогиры. Охарактеризовать размножение, распространение и значение хламидомонады и спирогиры.

Хламидомонада – одноклеточная водоросль (рис.28), клетка имеет овальную форму с двумя жгутиками, с помощью которых она активно движется. В составе клетки имеются типичные для эукариот органеллы: ядро, КГ, митохондрии, рибосомы.

Рис. 28. Строение клетки хламидомонады:

1 – жгутики; 2 – клеточная стенка; 3 – базальные тельца; 4 – ядро с ядрышком; 5 – цитоплазма; 6 – чашеобразный хроматофор; 7 – пиреноид; 8 – зерна крахмала; 9 – красный глазок

Хроматофор крупный, чашевидной формы, имеет пиреноид – белковое образование, осуществляющее фиксацию углекислого газа. В передней части клетки находится красный глазок – стигма (органоид, воспринимающий изменения в интенсивности освещения), благодаря которой осуществляется перемещение клетки в места с оптимальным для фотосинтеза освещением. Взрослая особь хламидомонады гаплоидна и способна к бесполому и половому размножению. При бесполом размножении клетка теряет жгутики, ослизняется и делится митозом на восемь частей, из них образуются зооспоры, из каждой зооспоры формируется полноценная клетка.

Половое размножение хламидомонады возможно в виде изогамии, гетерогамии и оогамии. У изогамных видов гаплоидные родительские клетки сбрасывают оболочки и вступают в половой процесс с образованием зиготы, имеющей первоначально 4 жгутика. Позже она сбрасывает жгутики, образует прочную клеточную стенку и накапливает запасные питательные вещества. Далее в зиготе происходит мейоз, образуются 4 гаплоидных особи хламидомонады. Таким образом, цикл развития хламидомонады проходит в гаплоидной фазе, диплоидной является только зигота.

Хламидомонады обитают в мелких загрязненных водоемах, лужах, канавах, вызывают «цветение» воды.

31

Каулерпа – крупная морская водоросль с неклеточным талломом, напоминающим корневище с корнями и листьями. На поперечном срезе видна неклеточная структура таллома. Это одна гигантская клетка, пересекаемая опорными тяжами (рис.29). Аналогичное строение имеют и другие крупные морские водоросли.

Рис. 29. Каулерпа (p. Caulerpa):

А – общий вид таллома; Б – поперечный разрез таллома

Спирогира – многоклеточная нитчатая зеленая водоросль, таллом которой состоит из одного ряда клеток (рис.30).

Рис. 30.

Части таллома, конъюгация между отдельными клетками и прорастающая зигота спирогиры

Каждая клетка имеет ядро, «подвешенное» на тяжах цитоплазмы, и один или два хроматофора, имеющих форму спирально закрученной нити. При большом увеличении в хроматофоре видны пирено-

иды, вокруг которых накапливается крахмал.

Вегетативное размножение происходит частями таллома путем разрыва нитей на участки или распадения на отдельные клетки. Половой процесс спирогиры – конъюгация. При конъюгации две нити водоросли располагаются параллельно и у супротивных клеток образуются выросты навстречу друг другу. В месте соприкосновения выростов оболочки растворяются и образуется копуляционный канал, по которому происходит слияние содержимого двух клеток с образованием зиготы. После периода покоя зигота делится мейозом и образуются 4 новые клетки, три из которых отмиряют, а одна прорастает в новую особь.

Спирогира – свободно плавающая на поверхности водоемов водоросль, образующая тину у берегов.

32

Мхи

Задание:

1)описать внешнее строение листостебельных мхов на примере зеленых и сфагновых, сделать рисунки;

2)изучить жизненный цикл кукушкина льна, составить схему;

3)определить два вида мхов, сделать их описание и рисунки.

Мхи относятся к высшим или зародышевым растениям, но среди высших они образуют обособленную группу. Это единственная в истории высших растений линия эволюции, связанная с преобладанием гаметофита в цикле развития. По общей организации и экологии мхи еще очень близки водорослям. У них нет настоящих корней, их существование связано с наличием хотя бы кратковременного обилия воды, половое и бесполое поколение представляют собой одно растение, при этом спорофит не может существовать без гаметофита.

Отдел Мхи подразделяется на три класса: Печеночники, Листостебельные и Антоцеротовые мхи.

Внешний вид мхов изучают на гербарных экземплярах и микропрепаратах спорогония.

Листостебельные мхи включают мхи зеленые и белые, или сфагновые. Строение зеленых мхов изучают на примере мха кукушкина льна обыкновенного.

Кукушкин лен – один из самых крупных мхов, его стебель может достигать 50 см в высоту. Стебель мха густо покрыт листьями и имеет ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве. Кукушкин лен относится к двудольным растениям. Женские и мужские экземпляры представляют гаплоидную фазу (n) жизненного цикла, или гаметофит (рис.31). На женских экземплярах образуются архегонии с яйцеклетками, а на мужских

– антеридии со сперматозоидами. Оплодотворение происходит в периоды дождей или густой росы. В каплях росы сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и происходит оплодотворение. Из зиготы (2n) формируется зародыш, который с помощью специальной клетки-присоски прикрепляется к верхушке женских экземпляров. Из зародыша вырастает бесполое поколение мха (2n) – спорогон, состоящий из ножки и коробочки. Внутри коробочки происходит редукционное деление, в результате которого образуются многочисленные гаплоидные споры.

Споры после созревания высыпаются из коробочки спорогона и, попав на влажную почву, прорастают в тонкие нити – заросток. На заростке формируются почки, из которых вырастают мужские и женские экземпляры мха (рис. 32).

33

Лабораторная работа 8

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ. СТРОЕНИЕ ВЫСШИХ СПОРОВЫХ И СЕМЕННЫХ. ЦИКЛЫ РАЗВИТИЯ

Задание:

1)описать и зарисовать внешнее строение плаунов, хвощей и папоротников;

2)составить схему жизненного цикла папоротников на примере щитовника мужского;

3)описать и зарисовать строение побегов и шишек хвойных на примере сосны обыкновенной;

4)изучить и зарисовать строение цветка покрытосеменных. Описать отличительные признаки классов однодольных и двудольных.

ВЫСШИЕ СПОРОВЫЕ

Отдел Плауновидные

Спорофиты плаунов – невысокие (10-20 см) вечнозеленые растения (рис. 33). Стебли травянистые, ветвящиеся, стелющиеся по земле, с мелкими чешуевидными листьями. Корни придаточные, формируются в местах разветвления стеблей. На верхушках стеблей формируются спороносные колоски, в которых созревают споры.

Зарисовывают внешний вид плауна булавовидного со спороносными колосками.

Рис. 33. Плаун булавовидный (Lycopodium clavatum): А – общий вид; Б – листья; В – спорофилл со

спорангиями; Г – споры

35

Отдел Хвощевидные

Хвощи – травянистые растения (рис. 34). Спорофиты имеют прямостоячие членистые стебли с мутовчатым расположением боковых побегов. Листья мелкие, пленчатые, редуцированные, расположены в узлах ветвления. Корневая система – длинные корневища с придаточными корнями и клубеньками, в которых запасаются вещества. Стебли двух типов – весенние спороносные, с колосками на верхушках, и летние фотосинтезирующие.

Зарисовывают внешний вид хвоща полевого, его весенние и осенние побеги.

Рис. 34. Хвощ полевой (Equisetum arvense): А – вегетативный побег; Б – спорносный побег; В – спорангиофор со спорами;

Г, Д, Е – споры с элатерами

Отдел Папоротниковидные

Современные папоротники – травянистые и древесные растения. Папоротники умеренной зоны – только травянистые. Один из широко распростаненных видов – щитовник мужской (рис. 35).

Рис. 35. Щитовник мужской (Dryopteris filix-mas):

I – взрослое растение (спорофит) с молодыми улиткообразно скрученными листьями;

II – часть листа с сорусами (1 – сорус); III – поперечный разрез через лист с сорусом (2 –покрывало,

3 – спорангий); IY – спорангий с кольцом

36

Спорофит щитовника – это многолетнее травянистое растение высотой до 1 м. Стебель имеет вид короткого толстого корневища, расположенного под землей. От верхушки корневища отходит пучок крупных листьев. Листья сложные, дваждыперистые. На нижней стороне листьев размещаются спорангии, в которых созревают споры. Зарисовывают общий вид листа щитовника мужского со спорангиями на листьях.

Цикл развития папоротников на примере щитовника мужского

Из споры (n), попавшей в благоприятные условия, вырастает заросток – гаметофит (n). Он представляет мелкую (до 4 мм) пластинку зеленого цвета, с сердцевидной выемкой (рис.36).

Рис. 36. Гаметофит щитовника мужского: 1 – архегоний; 2 – антеридий; 3 – ризоиды

На нижней стороне заростка образуются антеридии и архегонии, в которых созревают мужские и женские гаметы. Зарисовывают заросток и схему цикла развития щитовника (рис. 36, 37).

Рис. 37. Схема жизненного цикла равноспорового папоротника

37

СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ

К семенным относятся два отдела – голосеменные и покрытосеменные. Важной отличительной чертой семенных от высших споровых является наличие семяпочки (семязачатка) и образующегося из нее семени.

Отдел Голосеменные

Наиболее многочисленными и важными среди голосеменных являются представители кл. Шишконосные (Хвойные). У этих растений семена и семяпочки образуются в шишках. Хвойные – вечнозеленые деревья высотой до 100 м. Листья хвойных игольчатые разной длины, называются хвоя. У сосны обыкновенной хвоя длинная, жесткая, на побегах располагается пучками по 2. Побеги двух типов – удлиненные (ростовые) и укороченные (несущие пучки хвоинок). Шишки сосны двух типов – мужские и женские (рис.38). Мужские шишки мелкие, желтоватые, собраны в «колоски» на концах молодых веточек. В мужских шишках образуется пыльца. Женские шишки красноватые, более крупные. В них образуются семяпочки и семена. Зарисовать строение мужской и женской шишек сосны обыкновенной и их расположение на побегах. Сделать обозначения.

Рис. 38. Мужские и женские шишки сосны: 1 – собрание мужских шишек; 2 – молодая женская шишка на верхушке побега; 3 – прошлогодняя женская шишка;

4 – продольный разрез микроспорофилла; 5 – поперечный разрез микроспорофилла (а-микроспорангий); 6 – микроспора (б-антеридиальная клетка; в-вегетативная клетка; г-воздушный мешок); 7 – продольный разрез мужской шишки, на оси расположены чешуйки со спорангиями)

38

Отдел Покрытосеменные

Для покрытосеменных растений характерно наличие цветка и плода. В цветках, образующихся на спорофите, формируются споры и гаметы. Главные части цветка – пестик и тычинки. В пестиках формируются мегаспоры и семяпочки с яйцеклетками, в тычинках – микроспоры и спермии. Оплодотворение происходит в семяпочках.

Семена цветковых заключены в плоды. В образовании плодов принимают участие не только пестик, но и цветоложе.

Зарисовать строение цветка, обозначить его части (рис.39).

Рис. 39. Схема строения цветка:

1 – цветоножка; 2 – цветоложе; 3 – чашелистик; 4 – лепесток;

5 – тычинка; 6 – пестик

В состав отдела цветковых входят два класса – однодольные и двудольные. Представители классов характеризуются рядом признаков, позволяющих отличать их в природе.

Описать отличительные признаки однодольных и двудольных (рис.

40, табл. 2).

Рис. 40. Отличительные признаки двудольных и однодольных

39