Текст
                    МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР
Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени
государственный университет им.А.А.Жданова
Кафедра ботаники
Е.А.Кондратьева-Мельвиль, Л.Е.Водолазский
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ КУРСУ
"МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ И АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ В ОНТОГЕНЕЗЕ
ОДНОЛЕТНЕГО ДВУДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ”
Ленинград
1980

Утверждено на заседании кафедры ботаники Ленинградского государственного университета им.А.А.Жданова В пособии излагается краткое содержание лекций и лабора- торных занятий, посвященных изучению строения зародыша и ди- намики развития внешнего и внутреннего строения однолетнего двудольного растения в последовательные этапы его онтогенеза, со времени прорастания до отмирания. Пособие рассчитано на студентов старших курсов дневного и вечернего отделений уни- верситетов, педагогических и сельскохозяйственных институтов и аспирантов, специализирующихся в области морфологии, ана- томии, систематики и физиологии растений. Рецензенты: докт.биол.наук, проф. Н.С.Воронин (Калужский государственный педагогический институт им.К.Э.Циолковского), докт.биол.наук, проф. А.А.Яценко-Хмелевский (Ленинградская лесотехническая Академия им.С.М.Кирова), канд.биол.наук М.У. Умаров (Чечено-Ингушский государственный университет им.Л.Н. Толстого) (С) Ленинградский университет, 1980 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ ' Введение................................................. 2 Указания к проведению лабораторных занятий. ... .......... 4 Содержание лекций и лабораторных занятий. .... ........... 7 Раздел I, Строение зародыша................. ......... Раздел II. Строение растения со времени прорас- тания до перехода к генеративному развитию................................................. Раздел III. Строение растения во время генератив- ’ ного развития......................................... Указатель литературы. . . .............................. 23 Приложение............................................... 25 МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К КУРСУ "МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ И АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЙКЕ В ОНТОГЕНЕЗЕ ОДНОЛЕТНЕГО ДВУДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ" Редактор Е.С.Федичева Технический редактор Л.Н.Елямик Корректор Е.С.Федичева Подписано в печать 18.II.80.• Формат 60x84^/16. Бумага тип.* 3. Печать офсетная. Уч.-изд.Л. 2,9. Печ. л. 2,5 Тираж 500 виз. Заказ 1 299 Бесплатно.__________________________ Фотоофсетная лаборатория ЛГУ. I99I69, Ленинград, наб.Макарова, 6.
ВВЕДЕНИЕ Курс "Морфологическое и анатомическое строение в онтоге- незе однолетнего двудольного растения" входит в число специа- льных предметов учебного плана Кафедры ботаники Ленинградско- го государственного университета для студентов старших курсоз дневного и вечернего отделения. Проблема морфогенеза растений в последние десятилетия привлекает вниманием многих исследователей. Познание законо- мерностей развития структуры в онтогенезе растений разной би- ологической организации важно для углубленного анализа морфо- генеза, решения вопросов эволюционной морфологии, анатомии и таксономии, а, также для характеристики жизненных форм и выяс- нения путей их становления. Метод структурного анализа имеет большое значение для разработки теории онтогенеза; он дает возможность дополнить морфофизиологические критерии возраст- ной периодизации онтогенеза анатомическими критериями. . Особенности морфогенеза растений той или иной биологиче- ской группы определяют специфику изучения развития структуры ее представителей. В методическом отношении более простой яв- ляется работа с однолетними растениями, так как на их примере легче проследить в учебном процессе динамику развития внешне- го и внутреннего строения в течение жизни растения и получить конкретное представление о принципах возрастной периодизации онтогенеза. Задача курса - на основе морфологического и анатомичес- кого анализа всего растения в последовательные этапы его раз- вития показать основные закономерности формирования структуры и ее изменения е течение жизни растения; создать у студентов представление о растении как целостном организме, развитие внешнего и внутреннего строения которого - взаимосвязанные прэпессы. l yp'’ дает буддам исследорятелям метод, который мо-
- 4 - жет быть использован в работах по морфологии, анатомии, сис- тематике, физиологии и генетике растений. Согласно принятой возрастной периодизации онтогенеза, которая базируется на морфологических и физиологических про- цессах, происходяиртх в ходе жизни растения, в нем существует ряд последовательных этапов или периодов: зародышевый /эмбри- ональный/ , молодости /ювенильный/, зрелости /генеративный/, старости /сенильный/. Некоторые исследователи дают более дро- бную возрастную периодизацию онтогенеза. В соответствии с принятой возрастной периодизацией онтогенеза данный курс раз- бит на три раздела: I- Строение зародыша, II- Строение расте- ния со времени прорастания до перехода к генеративному разви- тию, III- Строение растения во время генеративного развития. Курс рассчитан на 40 учебных часов: 10 часов - на лекции, 30 часов - на лабораторные занятия. В указанных разделах кур- са дается краткое содержание лекций и тем лабораторных заня- тий с пояснениями к ним. Темы лекций и их последовательность отражают программу курса. В перечисленных разделах курса приводится общее количество часов, отводимых на ту или иную тему лабораторных занятий. Конкретное число лабораторных за- нятий и их продолжительность /в часах/ устанавливаются веду- щим данный курс преподавателем в зависимости от степени дета- лизации освещаемых вопросов, выбора-объектов для занятий и расписания общего учебного плана. Успешному усвоению курса благоприятствует его проведение в сжатые сроки - в течение 6-7 недель. УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ. При изучении развития структуры растения проводится мор- фологический и анатомический анализ 2-3 видов однолетних дву- дольных растений /из разных семейств/, взятых в последовате- льные этапы их онтогенеза. По ходу занятий используются также и .другие виды растений, отличающиеся помимо внешнего и внут- реннего строения степенью сформированное!!! зародыша, характе-
- 5 - ром прорастания и роста побега, продолжительностью жизни. Изучение проводится на живых и фиксированных /в TOZ-ном спир- те/ целых растениях или их частях, а также на гербарии; Пред- почтительна работа с живыми растениями. Даже при проведении курса в, зимние месяцы можно иметь живые проростки разного воз- раста, а также растения ювенильные и в фазе бутонизации, на- пример, подсолнечника, календулы, куколя, бобов, которь<- ис- пользуются для морфолого-анатомического анализа и как объекты для демонстрации. Наглядную иллюстрацию ранних этапов онтоге- неза дает специальное устройство для наблюдения за характером прорастания и роста растений35 /см. Приложение, рис.4/* ** Для каждого из 2-3-х видов,на которых проводится изуче- ние их строения в онтогенезе, следует иметь смонтированный на большом листе картона гербарий растений, взятых в последова- тельные фенологические фазы развития.^ При составлении рекомендаций к проведению лабораторных занятий учитывалось, что студенты ранее прослушали теоретичес- кий курс морфологии и анатомии растений и освоили технику приготовления анатомических препаратов и проведения основных микрохимических реакций, однако, в список рекомевдуемой лите- ратуры включены руководства к практическим занятиям по общему курсу анатомии растений. На занятиях желательно самостоятель- ное приготовление студентами поперечных и продольных анатоми- ческих срезов органов растений от руки. Учитывая то, что вре- мя, отведенное на занятия в учебном плане, ограничено, а при- готовленные студентами препараты часто оказываются не вполне удачными, следует оснастить все разделы курса наборами гото- вых препаратов. Временные препараты анатомических срезов стеб- ля и корня, сделанные студентами, необходимо сохранять в те- чение всего курса для сравнения на последующих занятиях. Это дает возможность наглядно проследить формирование анатомжчес- ^Семена помещаются на влажной фильтровальной бумаге, зажатой между двумя стеклянными пластинками, нижний край которых опу- шен в сосуд с водой; Сбоку стеклянной пластинки приклеивается полоска миллиметровой бумаги, по которой определяется прирост органов растений. **Все рисунки, на которые есть ссылки в тексте, помещены в Приложении.
- 6 - кого строения растения и его изменения в онтогенезе. Анализ анатомических срезов проводится при малом и большом увеличе- ниях микроскопа и при помощи штативной лупы. Для морфологи- ческого изучения семян, зародышей, почек, используются штати- вная лупа и стереоскопический бинокулярный микроскоп МБС-1 или МБС-2. Выполняемые на лабораторных занятиях морфологические и анатомические рисунки объектов работы рекомендуется делать в альбоме для рисования. Зарисовкам анатомических срезов обяза- тельно предшествует морфологический рисунок всего растения или его части с указанием уровней продольных и поперечных срезов. Морфологический рисунок выполняется в левой части лис- та альбома, анатомические рисунки, расположенные соответствен- но обозначенным на морфологическом рисунке уровням срезов - в правой. Анатомические рисунки делаются в двух видах: а/ при ма- лом увеличении микроскопа или при помощи штативной лупы выпол- няется схематическая зарисовка среза /целиком или его части/ с использованием для изображения тканей условных обозначений /см. Приложение, с. 25/; б/ при большом увеличении микрос- копа выполняется детальная зарисовка небольшого участка ткани, показывающая особенности ее гистологического строения. В ряде случаев, например, при изучении строения узла и Листового следа, необходимо соблюдать одинаковую ориентацию* анатомических рисунков. Для этого перед приготовлением препа- ратов препаровальной иглой на стебле делаются продольные над^ резы, которые в дальнейшем и служат ориентиром /см. рис. 12/. Занятия сопровождаются кратким /на 10-12 минут/ рефера- том студента по теме занятия, при эчим используются, в основ- ном, работы, приведенные в указателе литературы. Выступление студента предварительно обсуждается с преподавателем, ведущим данный курс.
-7 - СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ И ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ Вводная Лекция /I час/. Вступление. Задачи изучения строения растения в онтоге- незе, значение для других ботанических дисциплин. Возрастные периоды /этапы/ онтогенеза. Задачи и методы изучения структу- ры однолетнего двудольного растения в онтогенезе. Раздел I. СТРОЕНИЕ ЗАРОДЫША Лекция /I час/. Содержание лекции: Строение семени, формирование зароды- ша, развитие тканей зародыша в связи с его морфологической дифференциацией. Морфологическое и анатомическое строение зрелого зародыша двудольных растений. Лаборато}»ще_занятия_/4 часа/._ Тема: Морфологическое и анатомическое строение зародыша. При морфолого-анатомическом анализе семян некоторых ви- дов однолетних двудольных растений показать разнообразие в строении семян и степени сформированное™ зародыша.* Отметить размеры семян и зародышей, их соотношение, локализацю запас- ных питательных веществ, степень морфологической сформирован- ности зародышей, в частности, почечки, соотношение размеров органов зародыша. Показать различия в анатомическом строении зародышей разных видов, отметив дифференциацию тканей в семя- долях и оси зародыша, протяженность сердцевины в гипокотиле. Обратить внимание на радиальное расположение клеток паренхимы первичной корн,в зародышевом корешке /вследствие тангенталь- пмт делений клеток проэндодермального слоя/, наличие инициа- ле ем ена, взятые для морфологического и анатомического анализа предняритяльно выдерживаются на влажной фильтровальной бумаг*» при комнатной температуре в чашках Петри до их набухания.
- 8 - лей метаксилемы в нем и инициалей первичной флоэмы и ксилемы в следах семядолей. Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание I 2 3 I. Семя: а/ с эндоспермом: iicinue communis L. Внешний вид семени или Datura fasten- с частично снятой се- ва Li, Abutilon avi- менной кожурой; семей- cennae Gaerte. ную кожуру, эндосперм, б/ с периспермом: перисперм, зародыш, ор- См. рис.1 Agrostemma githagoL ганы зародыша: семядо- или Chenopodium ли, почечку, гипокотиль г album L. зародышевый корешок; в/ без эндоспер- ма и перисперма: faba vulgaris Мо- ench. или Gucurbi- ts pepo L., Linum usitatissluium L. корневой чехлик. 2. Продольный срез Схему продольного через семя Papaver среза; семенную кожуру, • somniferum L. или эндосперм, зародыш, ор- Микротомные сре- Delphinium oonsoli- ганы зародыша, первич- зы в межсемядоль- da L., Nigella da- ную кору, сердцевину ной и семядольной mage ena L. /только в узле семядо- плоскостях. лей/, меристематический стержень, инициали про- водящих элементов в семядолях и оси зароды- ша; корневой чехлик. См. рис.1 3. Продольный срез Схему продольного через зародыш Lmpa- среза; семядоли, почеч- Микротомные сре- tl 62W parvif 1 ora DC. ку, зародышевый корешок зы в межсемядоль-
9 - I 2 3 / зачатки придаточных кор- ней в гипокотиле, перви- чную кору, сердцевину /по всей длине гипокоти- ля/, меристематический цилиндр, меристематичес- кий стержень, инициали проводящих элементов в семядолях и в оси заро- пмптя» корневой чехлик. ной и семядоль- ной плоскостях. См. рис.1 4. Продольный срез через зародыш Heli- anthus annuua L. Схему продольного среза; органы и ткани см. в п.З. ' Нет зачатков придаточных кор- ней. 5. Поперечные сре- зы через зародыш Helianthu4% annuufl /через узел семядо- лей, гипокотиль и корешок/. Схемы поперечных срезов; семядоли, листо- вые зачатки, конус нара- стания, первичную кору, сердцевину, меристемати- ческое кольцо /в гипоко- тиле/, меристематический стержень /в корешке/, инициали проводящих эле- ментов в семядолях, гипо- котиле, корешке. Микротомные срезы. См. рис.2 Раздел II. СТРОЕНИЕ РАСТЕНИЯ СО ВРИЛЕНИ ПРОРАСТАНИЯ ДО ПЕРЕХОДА К ГЕНЕРАТИВНОМУ РАЗВИТИЮ Проросток Лекпия первая /2 часа/. Содержание лекции: Прорастание, взаимозависимость роста
- то - органов проростка. Типы прорастания. Развитие анатомического строения проростка в связи с ростом его органов. Развитие первичных тканей в гипокотиле и корне. Древние признаки в анатомии проростка. Типы первичного строения проводящей сис- темы корня и гипокотиля. Вопрос о переходе в гипокотиле кор- невого строения проводящей системы в стеблевое. Появление камбия и распространение вторичного роста в оси проростка, облитерация и видоизменение первичных проводящих тканей в ги- покотиле. Структурные особенности корневой шейки. Изменение во внешнем виде и анатомическом строении растения с началом роста побега. Морфолого-анатомические критерии выделения в ювенильном периоде онтогенеза состояния проростка и ювениль- ного растения. Лаборатораде_занятия_/6 часов/л Тема: Морфологическое и анатомическое строение проростка При морфологическом анализе проростков разного возраста и характера прорастания отметить ритмичность и взаимозависи- мость роста органов проростка /семядолей и гипокотиля, семя- долей и верхушечной почки, гипокотиля и главного корня, вер- хушечной почки и боковых корней/. Указать на, различия в хара- ктере роста органов'Проростка у надземно-и подземнопрорастаю- щих видов растений - гипокотиля, семядолей, почки. При анатомическом анализе разновозрастных проростков проследить связь мекду развитием органов проростка и дифферен- циацией его проводящих тканей: усиление дифференциации мета- ксилемы корневого следа в гипокотиле /у проростков с корневым типом строения гипокотиля/ сопутствующее активизации роста корня, появление метаксилемы в следах растущих семядолей и тангентальное направление ее дифференциации, возникновение камбия в следах семядолей и листовых следах в гипокотиле бо- лее взрослых проростков, распространение вторичного роста в гипокотиле, а затем и в корне при дальнейшем росте семядолей и верхушечной почки /обратить внимание на разное время появ- ления камбия у различных видов растений/. Показать разрушаю- в^еея сосуды экзархной протоксилемы в гипокотиле более взрос-
- II - лых проростков, подчеркнуть особенности морфолого-анатомичес- кого строения корневой шейки как более взрослой части оси проростка: появление на ней, прежде чем на корне, корневых волосков, большую зрелость ее тканей, утолщение и одревесне- ние оболочек клеток, эндодермы, более сильное развитие прово- дящих тканей. Обратить внимание также на отставание дифферен- циации проводящих тканей в более молодой части гипокотиля /у данных проростков - в верхней части/. Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание I 2 3 1. Однодневные, трехцневные, шести- дневные проростки: а/ надземнопрора- стающего растения Не11anthue annuus ИЛИ Agrostemme gi- thago, Lupinus al- bas L., Brassica juncea /L./ Czern. б/ подземнопрора- стающего растения Faba vulgaris или Pisum sativum L. Общий вид пророст- ка; семядоли, верхуше- чную почку, гипокотиль, корневую шейку, глав- ный и боковые корни. Живые растения. Указать число лис- тьев в почке у проростков разно- го возраста. См. рис.4,5 2. Поперечные сре- зы однодневного проростка Agrostem- ma githago или Bras sica jimcea над узлом семядолей, через.узел семядо- лей, гипокотиль, корневую шейку, главный корень. Общий вид проростка; схемы поперечных сре- зов: семядоли, зачатки листьев, конус нарас- тания, первичную кору, сердцевину, меристема- тическое кольцо /в уз- ле семядолей/, меристе- матический стержень /в гипокотиле и корне/, Микротомные срезы. См. рис.З.
- 12 - I 2 3 следы семядолей - пер- вичную флоэму, экзарх- ную протоксилему, мета- ксилему корня и корне- вого следа. . Поперечные сре- Органы и ткани ука- ы через пяти-семи- занные в п.2, кроме то- микротомные (невный проросток го: метаксилему следов срезы. Agrostemma githagо семядолей, камбий, вто- 1ЛИ Brassica juncea ричную ксилему и флоэ- Ом. рис.3,6 Уровни срезов см. му в гипокотиле и кор- по п.2. не. 1. Поперечные сре- Общий вид пророст- вы через одноднев- ка, схемы всех попереч- (Микротомные *ый проросток Heli -ных срезов: семядоли, срезы. mthus annuua. листья, конус нараста- Уровни срезов см. ния, первичную кору, См. рис.2. по п.2. сердцевину, меристема- тическое кольцо'/по Первичное стро- всей длине гипокотиле/, ение корня может меристематический стер- быть диархного, жень /в корне/, следы триархного или семядолей - первичную флоэму, экзархную про- ГеГрархного типа. 5. Поперечные сре- токсилему» метаксилему корня. > Органы и ткани, зы через пятиднев- указанные в п.4, кроме ный’7 проросток того: метаксилему сле- Микротомные Helianthus anauua. дов семядолей, камбий, срезы. Уровни срезов см. вторичную ксилему и по п.2. флоэму в гипокотиле и корне, разрушающиеся сосуды экзархной прото- ксилемы в гипокотиле. См. рис.2.
- 13 - Лвенильное растение Лекция вторая /I час/. Содержание лекции: Побег ювенильного растения, формы роста побега. МорГологическое строение верхушечной почки. Понятие о емкости почки, ее видовая специфика. Морфолого-ана- томическое строение верхушки вегетативного побега, организа- ция конуса нарастания. Вегетативный органогенез. Морфологиче- ские , анатомические и цитофизиологические изменения конуса нарастания в онтогенезе растения. Дифференциация меристемы верхушки вегетативного побега в связи с заложением и ростом листьев. ]1абораторные_занятия_/3 часа/._ Тема: Строение вегетативной почк’й! Строение вегетативно- го конуса нарастания побега. Изменение объема и формы конуса нарастания побега в онтогенезе растения. Дифферен- циация .верхушечной меристемы. При морфологическом анализе вегетативной почки- изучаемых видов растений выявить ее состав и емкость. При изучении про- дольного и серии поперечных срезов рассмотреть строение кону- са нарастания и дифференциацию верхушечной меристемы. Просле- дить при этом дифференциацию первичной коры, сердцевины, меж- пучковых лучей, очередность дифференциации флоэмы, ксилемы и камбия в Формирующихся листовых следах. Изменение объема и Формы конуса нарастания в последовательные периоды вегетатив- ного развития растения определяются при сопоставлении продо- льных срезов через верхушечную почку зародыша, проростка,юве- нильного растения. Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание ' I г 3 I. Верхушечная поч- ка розеточного по- бега Papaver som- Внешний вид препа- рированной почки; стеб- левую часть со сближен-
- 14 - I 2 3 aiferum или Calen- ними узлами, конус ?ивые или фик- dula officinalis, нарастания, листья, за- сированные расте- Agrostemme githago, чатки листьев и пазуш- ния. Brassica juncea и ных почек. Подсчитать коли- удлиняющегося побе- чество листьев в га Helianthus annn- почке. us. 2. Продольный срез Схему продольного верхупши вегетатив- среза: конус нараста- ного побега Agros- ния, тунику, корпус,. микротомные сре temma githago или цитогистологические зо- зы. другого травянисто- ны. Анатомический рису- го двудольного рас- нск деталей строения тения. цитогистологических зон. 3. Серия попереч- Схемы продольного и ных срезов через поперечных срезов: за- верхушку вегетатив- чатки листьев, меристе- Микротомные сре ного побега Agros- му конуса нарастания, зы. temma githago или сердцевину, первичную другого вида травя- кору, меристематическое См. рис.7. нистого двудольного кольцо к листовые следы растения. разной степени развития 4. Продольные сре- Схемы продольных Микротомные сре зы через верхушеч- срезов: форму и разме- зы. ную почку зародыша, ры конуса нарастания в Соблюдать масш- проростка и ювени- плоскости медианного таб. льного растения сечения. Подсчитать чис- одного и того же ло клеток по высо- вида травянистого те и ширине кону- двудольного расте- са нарастания. ния. - См. рис.8,9. Лекция третья /I час/. Содержание лекции: значение листа и ветки для анатомии
- 15 - стебля. Развитие листового, почечного и веточного следов. Строение узла, узел как таксономическйй признак. Структурные связи между листом, пазушной почкой и разноярусными листьями, их разнообразие у разных видов растений и значение для разви- тия элементов метамера. Лабораторные_занятия_/4 часа/. Тема: Развитие листового следа. Строение узла. Для изучения динамики развития листового следа провести анатомический анализ листовых следов листьев разного возраста и состояния /начиная от листа, еще находящегося в почке, вплоть до отмирающего листа./. 13 качестве объектов работы сле- дует брать растения с пучковым строением проводящей системы во всем стебле или на большей его части. Изучение динамики развития листовых следов проводится на поперечных срезах че- рез узел либо разноярусных метамеров одного и того же расте- ния, либо метамеров одного и того же яруса, но у побегов раз- ного возраста. При сравнительном анализе листовых следов раэ- ноярусных листьев показать увеличение размеров пучка листово- го следа в связи с ростом листа и изменение соотношения кси- лемы и Флоэмы в листовом следе. Отметить различия в характе- ре работы камбия в листовом следе молодого листа и листа, прекратившего свой рост; структурные изменения в листовом следе старого листа - усиление утолщения и одревеснения обо- лочек клеток древесинной паренхимы, облитерацию или же прев- ращение в одревесневшую механическую ткань первичной, а затем и вторичной флоэмы. Влияние листа на развитие его следа пока- зать также при сравнении /на одном и том же препарате попереч- ного среза стебля/ листовых следов удаленных /хирургическим путем/ и неудаленных листьев. Отметить при этом разницу раз- меров листовых следов этих листьев и нарушение работы камбия в следе удаленного листа - малый диаметр сосудов, небольшое количество ситовидных трубок или их отсутствие и более раннее одревеснение флоэмы. При анализе строения узла /на серии поперечных срезов/ средних ярусов стебля у разных видов растений подчеркнуть
- 16 - таксономическое значение строения узла. Обратить внимание на разнообразие структурных связей между листом и его пазушной почкой. Характер строения узла и структурные связи между разно- возрастными метамерами и их элементами устанавливаются еще у ювенильного растения, но в это время проводящие пучки стебля обычно еще мелкие, так как листья /кроме первых /далеки от своих окончательных размеров. Поэтому для работы лучше брать более взрослые растения. Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание I 2 3 I. Поперечные сре- зы через междоузлие метамера одного и того же яруса побе- гов разного возрас- та Papaver вomni- ferum или Helian- Внешний вид метаме- thue annuus t Delphi- ра; схему строения сре- Срезы от руки. nium consolida, Ca- днего пучка листового Соблюдать мас- lendula officinalis следа: размеры пучка, штаб и правильную а/ лист находится соотношение ксилемы и ориентацию срезов в почке, флоэмы, наличие или б/ лист выходит из отсутствие камбия, См. рис.10. почки, структурные изменения в/ ЛИСТ ДОСТИГ ПО- тканей. ЛОВИ; ;воей длины, г/ рост листа пре- кратился. 2. пижняя часть Внешний вид метаме- Срезы от руки. молодого побега ра; схему строения по- Под рисунком Helianthufi annum перечного среза стебля: привести данные о с супротивными средний пучок листового размерах листа в листьями, один из следа удаленного и неу- момент его удале-
- 17 - I 2 3 которых удален. деленного листьев, coo- i тношение в нем ксилемы и флоэмы, наличие или отсутствие камбия, видоизменение тканей. ния и времени, прошедшем после операции /указаны на фиксированном материале/. См. рис.II. 3. Поперечные сре- зы над узлом, в зо- не узла и под узлом побегов: а/Ag.coetemma githa- 60, б/ Impatiens parvi- flora, в/ Helianthus annu- us, г/ Anethum graveo- lens. Внешний вид метаме- ра, уровни срезов. Схему строения сек- тора поперечного среза: пучки листового следа и пазушной почки, дру- гие проводящие пучки в стебле, контакты пучков листового следа. Срезы от руки. Строение узла и характер контак- тов пучков листо- вого следа, пазу- шной почки и дру- гих пучков стебля можно изучать на срезах, сделанных в зоне узла в направлении свер- ху вниз или снизу вверх: а/ узел однолакун- ный, листовой след однопучковый; б/ узел однолакун- ный, листовой след трехлучковый; в/ узел трехлакун- ный, листовой след трехпучковый; г/ узел многола- кунный, листовой след многопучко- вый. 1 См. рис.12.
- 18 - Лекция четвертая /I час/. Содержание лекции: • Морфологическое и анатомическое стро-> ение побега и корня.ювенилънаш Взаимосвязь в раз- витии побега и корневой системы.^Ярусная изменчивость метаме- ров в связи с надстроечным характером роста побегаараотснитт. Морфобиологические особенности листьев нижнего, среднего и верхнего ярусов побега. Развитие проводящей системы стебля и корня. Ярусная изменчивость в анатомии стебля. Разнообразие анатомического строения корней в корневой системе растения. Изменение типа первичного строения главного корня при симпо- диальном его нарастании.'. Анатомические изменения первичных и вторичных тканей в эпикотиле и основании главного корня. Лабораторные_занятия_/3 часа/._ Тема: Морфологическое и анатомическое строение стебля и корня ювенильного растения /ко времени перехода растения к генеративному развитию/. При морфологическом описании растения отметить более сильное развитие корневой системы, чем побега. Сказать харак- тер роста побега /розеточный или удлиняющийся/, подсчитать количество листьев на стебле, указать морфологические особен- ности нижних листьев и состояние пазушных ночек. При анализе поперечных срезов через верхнюю, среднюю и нижнюю части побе- га, а также через основание и среднюю часть корня отметить изменение соотношения первичных и вторичных тканей вдоль стеб- ля и корня; преобладание первичных тканей в удлиняющейся час- та корня и более молодых метамерах побега, пучковое строение проводящей системы почти во всем стебле, приуроченность про- цессов разрушения и видоизменения тканей,в частности, первич- ной флоэмы и ксилемы к эпикотилю и основанию главного корня, как более взрослым частям растения.
- 19 - Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание I . 2 3 I. Целое растение Зарисовкам сре- Papaver somniferum, Внешний вид расте- зов предшествует Helianthus annuus ния /побега и корневой предварительный или Calendula offi- • системы/. /совместный с пре- cinalis, Brassica подавателем/ прос- juncea. мотр всех препа- ратов и их срав- нительно-анатоми- ческий анализ. 2. Поперечные cpeu Схему строения сек- Срезы от руки. зы через верхнюю, тора среза: перВЙ^ную Детали тканей среднюю и нижнюю кору /эпидерму, коллен- изобразить клет- части стебля, осно- химу, коровую паренхиму ками вне схемы. вание и среднюю эндодерму/, перицикли- часть корня Papaver ческие производные, См. рис.13,14, somniferum, Helian- проводящие пучки /лис- 15. thus annuus или товые следы и синтети- Brassica juncea, ческие пучки/, первич- Calendula officina- ную и вторичную ксиле- lis. му и флоэму, камбий, межпучковые и радиаль- ные лучи, сердцевину. Раздел III. СТРОЕНИЕ РАСТЕНИЯ ВО ВРЕМЯ ГЕНЕРАТИВНОГО РАЗВИТИЯ Лекция первая /I час/. Содержание лекции: Внешние признаки перехода растения к генеративному развитию. Строение верхутоки генеративного побе- га, генеративный органогенез. Развитие следов генеративных
- 20 - органов в связи с заложением и ростом частей цветка. Особен- ности строения следов генеративных органов, их структурные связи с листовыми следами. Лабораторное_зш1ятие_/1 час/х Тема: Строение верхушки генеративного побега. " Изучению строения верхушки генеративного побега предшес- твует морфологический анализ цветочной почки в фазу скрытой бутонизации у растения с конечным одиночным цветком и с соц- ветием. При изучении продольного среза через верхушку генера- тивного побега следует вернуться к теме "Изменение объема и формы конуса нарастания в онтогенезе растения" /см. с. 13/. Зарисовку генеративного конуса нарастания растения того же Вида можно поместить там же, соблюдая масштаб. Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание I 2 3 I. Формирующийся бутон Papaver somni ferum или Agroa- Внешний вид, части Растения в фа- temria githago цветка. зе скрытой бутони- /одиночный цветок/ зации. И Brassica juncea или Calendula offi- cinalis /соцветие /. 2. Продольный срез Схему продольного Микротомные сре- верхушки побега с среза: цветоножку, ко- зы. формирующимся оди- ночным цветком и. соцветием. нус нарастания, зачатки частей цветка, ось соц- ветия, зачатки цветков. Лекция вторая /2 час. Содержание лекции: Морфологическое и анатомическое стро енив побега и корневой системы в разные фазы генеративного
- 21 - развития. Вторичный рост в стебле и в корне во время бутони- зации, цветения и плодоношения. Ветвление, его значение для развития проводящей системы стебля. Образование придаточных корней, анатомия их заложения, связь между образованием при- даточных корней и развитием побега. Влияние формирующихся и зрелых плодов на деятельность камбия в проводящих пучках сте- бля. Структурные изменения в стебле и корне при прекращении роста и отмирании листьев и созревании плодов. Отмирание рас- тения, его прихаиы. Лабораторше_занятия_/8 часовЛ Тема: Морфологическое и анатомическое строение побега и корневой системы фазы бутонизации, цветения и плодоно- шения. При сравнительном изучении поперечных срезов через верх- нюю, среднюю и нижнюю части стебля в разные фазы генеративно- го развития показать ярусную изменчивость анатомического стро- ения стебля и возрастные анатомические изменения, отметить при этом изменение соотношения размеров листовых следов и син- тетических пучков вдоль стебля, ксилемы и флоэмы в пучках, различия в характере работы камбия, а также смену вниз по стеблю пучкового типа строения проводящей системы на кольце- вое. При изучении строения стебля и корня в разные фазы гене- ративного развития следует просмотреть зарисовки по теме "Мор* фологическое и анатомическое строение стебля и корня ювениль- ного растения" /с. 18/. Обратить внимание на'то, что в последовательные фазы ге- неративного развития вверх по стеблю от гипокотиля наблюдает- ся развитие перидермы, одревеснение клеток первичной коры, перимедуллярной зоны, лучей, усиление одревеснения ксилемы, облитерация или превращение в одревесневшую механическую ткань большей части флоэмы; в корне одревеснение ксилемы и разрушение флоэмы выражено больше в его основании. У плодоно- сящего растения эти изменения сильнее выражены в генеративной сфере побега.
- 22 - Объект работы Зарисовать, на рисунке отметить Примечание I 2 3 I. Целые растения Внешний вид расте- в разные фазы гене- ния /побега и корневой ративного развития системы/; ярусную из- Papaver somniferum, менчивость метамеров, Helianthus annuus последовательность от- или Calendula offi- мирания листьев, вет- cinalis, Brassica вление, соотношение j uncea. развития главного и бо- ковых корней. 2. Поперечные сре- Схему сектора сре- Срезы от руки. зы растения в фазе за; покровную ткань, Детали строения бутонизации, цве- колленхиму, коровую тканей изобразить тения, плодоношен. паренхиму, эндодерму, клетками вне схе- ния через цветонож- проводящие пучки, коль- мы. ку, ось соцветия цо проводящих тканей, Зарисовкам сре- или под соцветием, первичную и вторичную зов предшествует верхнюю, среднюю и ксилему и флоэму, кам- предварительный нижнюю части стеб- бий, межпучковые и ра- /совместный с пре- ля, основание и диальные лучи, сердце- подавателем/прос- среднюю часть корня вину, разрушающиеся и мотр препаратов /Papaver somniferum видоизмененные ткани. и их сравнительно- Helianthus annuus анатомический ана- или Calendula offi- cinalis, Brassica лиз. juncea./ к См. рис.14,15. > Заключительная лекция /I час/. Содержание лекции: Проблема целостности в биологии. История развития представлений о целостности живых организмов . Особенности растительного организма как целостной биологичес- кой системы.
- 23 - УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ Основной / Александров В.Г. Анатомия растений. М, 1966, с.191-375. _ Васильев А.Е., Воронив Н.С., ЕаеневскмЙ А.Г., Серебрякова Т.й. Анатомия и морфология растений. М, 1978, с.138-330. Василевская В.К. Анатомическое строение зародыша и проростка некоторых травянистых растений.- Вести. Ленингр. ун-та, серия биолог., 1959, №3, с.35-41. Кондратьева-Мельвиль Е.А. Развитие структуры в онтогенезе однолетнего двудольного растения.- Тр. Ленингр. бгва Естрствоисп., 1979, т.74, вып.З, 116 с. Раздорский В.Ф. Анатомия растений. М, 1949, с.255-449. Серебряков И.Г. Морфология вегетативных органов высших расте- ‘ ний. М, 1952. 391 с. Тахтаджян А.Л. Вопросы эволюционной морфологии растений. М, 1954. 214 с. Чайлахян М.Х. Основные закономерности онтогенеза высших рас- тений. М, 1958, 79 с. Эсау К. Анатомия растений. М, 1969, с.68-116, 310-537. Дополнительный Александров В.Г., Александрова-0.Г. 0 влиянии веток на струк- туру стебля травянистого растения,- Тр. по прикл. ботан. генет. и селекции.- Л , 1932 серия,III,Ж2, с. 3-109. (Баранов М.П. О некоторых особенностях первичного строения j придаточных корней двудольных растений.- Вести. Ленингр. ! ун-та, 1979, серия биолог., IP9, с. 35-41. Василевская В.К. Изменение анатомического строения верхушки побега в онтогенезе космеи.- Ботан. журн., 1962, т.47, №11, с. 1553-1566. Василевская В.К. Значение возраста.листа для анатомии стебля космеи.- Вести. Ленингр. ун-та, серия биолог., 1966, R2I с. 29-41. ’Водолазский Л.Е. Развитие корневой системы и строение корней полукустарничкаСКатаепег1оп angustisslmum /Наценки./Воен -Вести.Ленингр. ун-та, серия биолог., 1976, IR3, с. 7-14.
- 24 - Воронин Н.С. Эволюция первичных структур в корнях растений.- Учен. зап. Калужск. пед. ин-та., 1964, вып.13, 179 с. Воронин Н.С. Руководство к лабораторным занятиям по анатомии и морфологии растений. М, 1972. 156 с. Грушвицкий И.Г. Подземное прорастание и функции семядолей.- Ботан.журн., 1963, т.48, IP6, с.906-915. Данилова М.Ф. О принципах строения проводящего аппарата про- ростков двудольных.- Вотан.журн., 1963, т.48, №9, с.1249 -1279. Джапаридзе Л.И. Практикум по микроскопической химии растений. М, 1953. 152 с. Казарян В.О. Физиологические основы онтогенеза растений. Ере- ван, I959k 426 с. Казарян 8.0. Старение высших растений. М, 1969, 312 с. Козо-Полянокий В.М. Основной биогенетический закон с ботани- ческой точки зрения. Воронеж, 1937. 253 с. Кондратьева-Мельвиль Е.А. Закономерности развития структуры проростков травянистых двудольных.- Тр. Ленингр. О-ва Естествоисп., 1969, т.71, вып.З, 48 с. ' Радкевич О.Н. О теоретических основах- анатомии растений.- Вестн. Ленингр. ун-та, серия биолог., 1947, №2, с.161- -173. Ростовцева З.П. Методические указания по изучению верхушечной меристемы в связи с органогенезом. М, 1974. 43 с. Чайлахян М.Х. Онтогенез и целостность растительного организ- ма.- Вотан, журн., 1956, т.41, Ц54, с. 491-509. Яценко-Хмелевский А.А. Краткий курс анатомии растений. М, 1961. 282 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ТКАНЕЙ НА СХЕМАХ АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СТЕБЛЯ И КОРНЯ первичная меристема; степень меристематической активности показывается частотой нанесения точек-. флоэма и основная паренхима первичная /в стебле/ и вто- 7 первичная кси- ричная неодревесневшая кси- А лема в корне вторичная одревесневшая ксилема неодревесневшая механическая ткань одревесневшая механическая ткань камбий феллоген эндодерма степень утолщения и одревеснения оболочек показывается частотой штриховки камбиальная зона перидерма разрушающиеся и дефор- мированные ткани Условные обозначения ксилемы на схемах анатомического строения зародыша и проростка экзархная прото- ксилема метаксилейа кори и корневого следа метаксилема следов семядолей вторичная ксилема
- 27 Рис. I. Строение семени и зародыша на-продольном срезе: I- Papaver sompii enun L., 2- Anethum graveolens L.t 3- Nigella damascene L., 4- Datura fastuoea L., 5- Agroatemaa githago L.,6 - Chenopodium album L.,7 - Linum usitatiesimum . 8 - Arabidopsis thaliana /L./ Heynh., 9- Impatiens parviflo- ra DC. ,10- Pisum sativum L., II- Helianthus annuus L. Условные обозначения тканей: с.к-семенная кожура, эс-эндосперм, пс-перисперм.
- 28 - Рис,2. Схема строения проводящей системы в оси «•на поперечных срезах/ и проростков разного Условные обозначения тканей и уровней срезов: .у.с-над узлом семядолей, у.с-узел семядолей, проекции, флоама; н
- 29 - з дня 7-8 днгй /гипокотиль-корень/ зародыша /I-в стереометрической возраста /на поперечных срезах/ Helianthua aimuua L. с-сердаевина, пк-экзархная протоксилема, п.ф-первичная гп-гипокотиль, к.ш-корневая шейка, к-корень.
- 30 - ЗАРОДЫШ ПРОРОСТОК 1день а дня Рис.З. Схема строения проводящей системы в оси проекции, 2-и поперечных срезах/ и проростков разного Условные обозначения тканей и уровней срезов: п.ф-первичная флоэма; н.у.с-над узлом семядолей, у»с -
- 31 - /гипокотиль-корень/ зародыша /I-в стереометрической возраста /на поперечных срезах/ Brassica juncea /L./Czern. с-сердцевина, пк- экзархная протоксилема, мк-метаксилема, -узел семядолей, гп-гипокотиль, к.ш-корневая шейка, к-корень.
- 32 - Рис. 4. Устройство для наблюдения за характером прорастания и ростом растения на ранних этапах онтогенеза. I- подэемнопрорастающее растение Faba vulgaris Moench. 2- надаемнопрорастающее растение Agroatemma githago l.
- 33 - проросток Faba vulgaris Moench. Impatiens par- viflora DC. Linum usitati- saimum L. Datura fastuo- sa L. Papaver aomni- ferum L. Рис. 5. Проростки разного возраста
- 34 - Рио. 7. Дифференциация верху- шечной меристемы вегетативного побега Agrostemma githago L. Поперечные срезы почки на расстоянии от вершины конуса на- растания: I- 60 мкм, 2- 120 мкм. 3-240 мкм. .Рис. 8. Изменение объема и формы конуса наоастания в онтогенезе Heliairthus annu- ua L. Продольный соез почки: I- трехдневного’проростка, 2- вегетативного побега двухнедельного растения, 3- генеративного побега пятинедельного растения.
8 Рис.9. Изменение объема и формы конуса нарастания в онтогенезе Продольный срез почки: I- однодневного прометка» 2“ ^ератив^ 3- побега двухнедельного растения, 4- побега трехнедельник и нш конусом нарастания. -
- ЗБ - Рис.10. Развитие листового следа листа среднего яруса Brassica juncea /L./ Czem. Глина листа: I- 0,3 см, 2- 1,5 см, 3- 6 см, 4~ 14 см 'гост листа прекратился/, 5- 14 см /лист отмирает/.
/I, 2а/ Рис.II. Влияние удаления листа на развитие его следа. Поперечный срез центрального, пучка листового следа удаленного -™^а - _ неудаленного супротивного листа /26/ Helianthus annuus . операции: 1 — 0,5 см, 2а - 16 см /срезы сделаны спустя 8 дней после опереции/. и
- 38 - Рис.12. Строение узла. Общий вид метамера и поперечные срезы: а- над узлом, б,в- узла, г- под узлом'I- Agroetema gifchago L, , 2- linpati- •м perviflora DC. » 3“ Hellanthoa axmuua L. » 4 ' АпаЪЬиш Cr*T«ol«aa L.
зэ - I Рис. 13. Поперечный срез листового следа /I/ и синтет- ического пучка /2/ в средней части стебля Brassica junoea /Ъ./ Скот. । Условные обозначения тканей: в- эндодерма, п- перицикл, ф- флоэма, к- камбий.
ЧС - 2 корнв‘тре^дневного0ппоп?1лй сиотемы в гипокотиле и т Лхт Л ^цпоопиго пРоростка АдгобЪешша githago !»• 1-общий вид проростка о г, е Условные обозначения „ 2'П°ПаРечние орезы- дерма, о- сердцевина Л-Яг,™аН0й и уровней срезов: э- эндо- токсилема, мк-метакАи5Я1,1о1ерЕ11чиад флоэма, пи- экзархная про- ™вДаХ„“к-°- метаадХ я/“₽««> мк.к- метаксилема корневого лей, hi- гипокотиль, к- °пя50в Сещдолей; У-с- узел семядо-
ФАЗЫ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЯ РОЗЕТКА СКРЫТАЯ БУТОНИЗАЦИЯ ЯВНАЯ БУТОНИЗАЦИЯ ЦВЕТЕНИЕ НАЧАЛО ПЛОДОНОШЕНИЯ ПОЛНОЕ ПЛОДОНОШЕНИЕ
-чг,- ФАЗЫ РАЗБИТИЯ РАСТЕНИЯ