Анатомическое строение хвои сосны (Pinus sylvestris)

Сначала рассмотрите срез при малом увеличении. В центральной части листа, окруженной эндодермой, расположены два проводящих пучка. Мезофилл пронизан смоляными ходами.

Защитный покров состоит из двух слоев клеток – эпидермы и гиподермы. Эпидерма покрыта толстым слоем кутикулы. Клетки эпидермы в сечении почти квадратной формы. Все стенки сильно утолщены, в углах имеются поровые каналы. Полость клетки округлая. В углублениях на уровне гиподермы расположены устьица, под которыми имеется большая воздушная полость. У старых листьев стенки клеток эпидермы одревесневают. Далее рассмотрите гиподерму. Она состоит из одного, а в углах – из двух-трех слоев клеток с менее утолщенными одревесневшими стенками. Под гиподермой находится мезофилл, состоящий из однородных клеток. Обратите внимание на то, что стенки клеток местами врастают в полость клетки, образуя складки (складчатая паренхима). Это значительно увеличивает площадь прилегающего к стенке слоя цитоплазмы с хлоропластами, а следовательно, и ассимилирующую поверхность. В каждой клетке видно ядро.

Смоляные ходы, пронизывающие складчатую паренхиму, внутри выстланы тонкостенными клетками, выделяющими внутрь смолу, а снаружи имеют обкладку из толстостенных клеток. Межклеточный канал схизогенного происхождения.

Особенно внимательно изучите эндодерму. На радиальных стенках клеток эндодермы имеются одревесневающие утолщения – пятна Каспари.

Проводящие пучки коллатерального типа. Ксилемная часть обращена к плоской стороне листа, флоэмная – к выпуклой. Следовательно, плоская сторона хвои является морфологически верхней, а выпуклая – нижней. Между проводящими пучками расположена механическая ткань – склеренхима. Остальное пространство центральной части занято толстостенными паренхимными клетками.

Рис.13.3. Лист (хвоя) сосны в поперечном разрезе: 1 – эпидерма,
2 – устьичный аппарат, 3 – гиподерма, 4 – складчатая паренхима, 5 – смоляной ход, 6 – эндодерма, 7 – ксилема, 8 – флоэма,
7-8 – проводящий пучок, 9 – склеренхима, 10 – паренхима

Лабораторная работа № 14
Морфология цветка

Материалы: постоянные микропрепараты: поперечный срез пыльника лилии, завязи пролески, пыльца на рыльце пестика, фиксированные цветки лютика, розы, живокости, каланхоэ, купены, окопника, одуванчика и других растений, вода.

Цветок выполняет функцию семенного размножения цветковых растений. Основные части цветка: околоцветник (чашечка и венчик), андроцей (совокупность тычинок), гинецей (один или несколько пестиков). Все части цветка располагаются на цветоложе. В случае нижней завязи цветоложе незаметно, поскольку входит в состав последней. Расположение частей цветка может быть циклическим (в один или несколько кругов) или же спиральным.

Околоцветник может состоять из чашечки и венчика и тогда его называют двойным. Если все листочки околоцветника одинаковые, тогда его называют простым. Венчик цветка обычно более ярко окрашен, чем чашечка. Простой околоцветник и чашечка могут быть сростнолистными или раздельнолистными. Кроме того, простой околоцветник может быть венчиковидным или чашечковидным.

Венчик бывает раздельнолепестным или сростнолепестным. Раздельнолепестный венчик состоит из лепестков, у которых часто выделяются нижняя, более узкая, часть – ноготок и верхняя расширенная – пластинка. В
сростнолепестном венчике выделяются трубка и отгиб. Трубка может быть длинной (долихоморфные венчики) и короткой (брахиморфные венчики). Место перехода трубки в отгиб называется зев.

В зависимости от количества плоскостей симметрии, которые можно провести через околоцветник, говорят об актиноморфных цветках (если плоскостей симметрии две и более) и зигоморфных (с одной плоскостью симметрии). В редких случаях цветок не имеет вообще плоскостей симметрии – он симметричен.

Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем. По числу тычинок цветки удивительно разнообразны. Часто тычинки отличаются друг от друга по размерам. Во многих цветках тычинки срастаются друг с другом или с различными частями цветка. Тычинка имеет тычиночную нить, пыльник, обычно с четырьмя пыльцевыми гнездами, и связник (продолжение тычиночной нити между двумя половинками пыльника). Иногда связник продолжается и выше пыльника (надсвязник).

Тычинки (микроспорофиллы) служат для образования микроспор, из которых образуется пыльца (мужской гаметофит). При рассмотрении андроцея важно обратить внимание, все ли тычинки одинаковой длины. У норичниковых и некоторых яснотковых всего 4 тычинки, причем 2 из них (чаще передние) длиннее остальных. Такой андроцей называют двусильным. У капустных соотношение более длинных и более коротких тычинок другое: общее число тычинок – 6, из них 4 длинные и 2 короткие. Такой андроцей называют четырехсильным. Часто цветки имеют вполне свободные тычинки – многобратственный андроцей. Иногда же все тычинки срастаются между собой (подсолнечник), тогда андроцей называют однобратственным. Если все тычинки, кроме одной, срослись, андроцей называют двубратетвенным (многие бобовые). В типичном случае каждая тычинка состоит из трех частей: тычиночной нити, пыльника и связника.

Наиболее разнообразное строение имеет тычиночная нить. Так, у шиповника тычиночная нить цилиндрическая, достигает 10–12 мм длины. У других растений она бывает в поперечном разрезе узкоовальной формы (лук, кувшинка белая), более длинной или более короткой. Иногда тычиночная нить почти отсутствует и тычинки (пыльники) называют сидячими (фиалка). У большинства растений тычиночные нити простые, не ветвящиеся. Однако у некоторых растений (лук круглоголовый) от тычиночной нити отходят боковые выросты – придатки разнообразной формы и назначения. Иногда наблюдают ветвление тычиночной нити, при котором каждая из ветвей увенчана пыльником. Разветвление нити приводит к образованию сложных тычинок (клещевина, береза, лещина).

Связником, или спайником, называют обычно уплощенную, но нередко и утолщенную часть тычиночной нити, которая находится между обеими половинками пыльника. У большинства растений пыльник состоит из двух половинок – тек, расположенных по обе стороны связника. Каждая из тек состоит в свою очередь из двух пыльцевых гнезд (пыльцевых мешков), где и образуются микроспоры, а затем пыльца. Иногда и на простых тычинках образуется только два пыльцевых гнезда (барбарис). Рекордно большое число пыльцевых гнезд – 50, имеет тычинка омелы. У некоторых видов растений часть тычинок не имеет пыльников и представлена лишь тычиночными нитями. Такие бесплодные тычинки называют стаминодиями (аистник, лен). Они могут приобретать вид ярко окрашенных лепестковидных пластинок (канна, имбирь).

Иногда по строению андроцея определяют, к какому семейству принадлежит растение.

Строение пыльцы довольно однообразно, но морфология экзины у различных групп (семейств и порядков) отличается широким разнообразием.

Пестик – закрытое вместилище для семязачатков, образованное вследствие срастания одного иди нескольких плодолистиков (мегаспорофиллов). Пестик состоит из завязи, в которой расположены семязачатки; столбика (одного или нескольких) и рыльца, которое улавливает пыльцу. Иногда столбик отсутствует, тогда рыльце сидит на завязи (сидячее рыльце, например, у мака). Гинецей, который состоит из одного пестика, называют простым (бобовые, капустные). Гинецей, состоящий из двух или нескольких (многих) пестиков, называют сложным (магнолия, сусак). Пестик, состоящий из одного плодолистика, называют апокарпным. Сложный гинецей всегда апокарпный, ибо каждый пестик, его слагающий, образуется из одного плодолистика. Простой гинецей может быть образован либо одним плодолистиком, либо несколькими сросшимися плодолистиками (ценокарпный гинецей). В зависимости от способа срастания плодолистиков, а также и от числа гнезд завязи ценокарпный гинецей подразделяют на следующие типы: синкарпный – имеет завязь, разделенную на гнезда (белладонна); паракарпный – имеет одногнездную завязь, образованную вследствие срастания плодолистиков своими краями (крыжовник); лизикарпный – имеет также одногнездную завязь, но образующуюся из синкарпного гинецея путем растворения перегородок внутри завязи; при этом в центре завязи сохраняется ось из остатков краев плодолистиков (дрема).

В зависимости от положения завязи по отношению к другим частям цветка и срастания с ними различают завязи: верхнюю, нижнюю и полунижнюю.

Верхняя завязь располагается свободно на плоском выпуклом или
вогнутом цветоложе. Образуется она только плодолистиками. Такую завязь можно легко отпрепарировать иглой (лютик, спирея, горох). Цветки с верхней завязью, это обычно подпестичные цветки, поскольку тычинки и другие части располагаются ниже пестика. В образовании нижней завязи кроме плодолистиков принимают участие и другие части цветка: цветоложе, основания чашелистиков, лепестков и тычинок, с которыми она срастается (яблоня, огурец). Поэтому отпрепарировать иглой нижнюю завязь невозможно. Цветки с нижней завязью обычно надпестичные. Наконец, различают еще полунижнюю завязь, когда по крайней мере нижняя ее часть срастается с цветоложем или другими частями цветка (жимолость, камнеломка, бузина). Цветки с полунижней завязью – околопестичные.

Рис.14.1. Типы завязей: А, Б – верхняя, В – нижняя, Г – полунижняя

В зависимости от числа не сообщающихся между собой гнезд завязи бывают одногнездные, двугнездные и многогнездные. Если гнезда так или иначе сообщаются между собой, завязь считают одногнездной. Такие сообщающиеся гнезда называют камерами. Различают два типа перегородок между гнездами: настоящие (истинные), образованные в результате срастания боковых поверхностей двух плодолистиков, и ложные, представляющие собой выросты тканей внутренней стенки завязи.

Место прикрепления семязачатков к стенке завязи называют плацентой (семяносцем). Способ расположения семязачатков подчинен определенным закономерностям, которые отражают степень морфологической эволюции завязи. Различают следующие способы расположения семяносцев и семязачатков: рассеянный (ламинально-латеральный) – плаценты располагаются диффузно по всей внутренней поверхности стенки завязи апокарпного гинецея (нимфейные, сусаковые); постенный (париэтальный) – плаценты закладываются на внутренней поверхности стенки завязи в тех местах, где срастаются края плодолистиков апокарпного или паракарпного гинецеев (лютиковые, камнелом­ковые); осевой (угловой) – плаценты закладываются на внутренних углах завязи синкарпного гинецея (ли­лейные); колончатый (сво­бодный центральный) – пла­центы располагаются на колонке, которая находится в центре завязи лизи­карпного гинецея (гвоз­дичные).

Рис.14.2. Типы расположения семязачатков (схема). А – ламинально-латеральный (апокарпный гинецей); Б – В – угловой (Б – апокарпный гинецей, В – синкарпный гинецей); Г – париетальный (паракарпный гинецей); Д – свободный центральный (лизикарпный гинецей): 1 – стенка завязи, 2 – гнездо, 3 – семязачаток, 4 – проводящий пучок

Семязачаток является гомологом мегаспорангия. К плаценте он
прикрепляется семяножкой (фуникулусом). Снаружи семязачаток покрыт
1-2 покровами (интегументами), которые на верхушке не смыкаются, образуя отверстие – микропиле (пыльцевход).

Конец семязачатка, противоположный микропиле, называют халазой. Под интегументами расположен многоклеточный нуцеллус, окружающий зародышевый мешок (женский гаметофит). На микропилярном полюсе зародышевого мешка имеются три клетки: наиболее крупная – яйцеклетка и две синергиды. На противоположном – халазальном полюсе, также три клетки, называемые антиподами. В центре расположено вторичное ядро зародышевого мешка, которое образовалось в результате слияния двух полярных ядер и поэтому диплоидно. Все остальные клетки зародышевого мешка гаплоидны.

Кроме того, в цветках можно встретить различные нектарники – видоизмененные части цветка, выросты цветоложа и др., выделяющие нектар. Вокруг нижней части завязи иногда образуется специальный выделяющий нектар диск. Нередко встречаются стаминодии – стерильные тычинки.

Рис.14.3. Гинецей пролески. А – общий вид; Б – поперечный разрез завязи; В – семязачаток: 1 – завязь_, 2 – столбик, 3 – рыльце, 4 – стенка завязи, 5 – гнездо, 6 – семязачаток, 7 – семяножка, 8 – плацента, 9 – интегумент, 10 – микропиле, 11 – халаза, 12 – нуцеллус, 13 – зародышевый мешок,
14 – яйцеклетка, 15 – синергиды, 16 – антиподы, 17 – вторичное ядро