Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Биологический факультет Кафедра ботаники и генетики растений

БОТАНИКА

(МОРФОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ)

Методические указания к лабораторным занятиям для студентов I курса биологического факультета

Студент (ка)

Группа

Пермь 2015

2

УДК 58 (07) Б 86 Составители: проф. Овеснов С.А., проф. Переведенцева Л.Г. Б 86 Морфология и анатомия вегетативных органов высших растений: Методические указания к лабораторным занятиям для студентов I курса биологического факультета / Перм. ун-т; Сост. Овеснов С.А., Переведенцева Л.Г. Пермь, 2015. 46 с.

Методические указания способствуют экономии времени при проведении лабораторных занятий, так как содержат рисунки микроскопических препаратов, отображающих специфику растительных клеток и разнообразие растительных тканей и органов. Предназначены студентам I курса биологического факультета.

Рецензент: кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники ПГПУ Е.М. Шкараба

Печатается по решению методической комиссии биологического факультета ПГНИУ

© Овеснов С.А., Переведенцева Л.Г., составление, 2015

3

ТЕМА 1. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ И ПОКРОВНЫЕ ТКАНИ

Работа 1. Верхушечная (апикальная) меристема кончика корня пшеницы (Triticum vulgare).

Работа 2. Верхушечная (апикальная) меристема кончика стебля элодеи (Elodea canadensis).

4

Работа 3. Первичная покровная ткань - эпидерма листа традесканции виргинской (Tradescantia virginica)

Работа 4. Вторичная покровная ткань – перидерма ветки бузины (Sambucus racemosa):

А Б

5

В

Работа 5. Третичная покровная ткань – корка (ритидом) ветки сосны (Pinus sylvestris).

6

ТЕМА 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ Работа 1. Склеренхима. Лубяные волокна льна (Linum usitatissimum).

Работа 2. Склереиды.

1. Каменистые клетки (брахисклереиды) мякоти плодов груши (Pyrus sp.)

Работа 3. Проводящие элементы ксилемы (древесины) – трахеиды.

7

Работа 4. Проводящие элементы ксилемы (древесины) – сосуды

Работа 5. Проводящие элементы флоэмы (луба) – ситовидные трубки

и клетки – спутницы в стебле тыквы (Cucurbita pepo).

8

ТЕМА 3. ЗАРОДЫШ И ПРОРОСТОК – НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ ОНТОГЕНЕЗА СЕМЕННЫХ РАСТЕНИЯ

Работа 1. Строение семени сосны сибирской (Pinus sibirica) сосны

СТРОЕНИЕ СЕМЯН И ПРОРОСТКОВ ДВУДОЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ I. Семена двудольных растений с эндоспермом

Работа 2. Строение семени клещевины (Ricinus communis)

II.Семена и проростки двудольных растений без эндосперма

Работа 3. Строение семени фасоли (Phaseolus vulgaris).

Работа 4. Строение проростка фасоли.

9

Работа 5. Строение семени и проростков гороха (Pisum sativum).

III. Семена двудольных растений с периспермом Работа 6. Строение незрелого семени сахарной свёклы (Beta vulgaris).

СТРОЕНИЕ СЕМЯН И ПРОРОСТКОВ ОДНОДОЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ Работа 7. Строение семени ириса (Iris germanica).

Работа 8. Строение зерновки пшеницы (Triticum vulgare).

10

Работа 9. Стадии прорастания пшеницы и морфология проростков.

11

ТЕМА 4. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОРНЯ Работа 1. Кончик корня пшеницы (Triticum vulgare) .

Работа 2. Первичное строение корня ириса (Iris germanica)

12

Работа 3. Вторичное строение корня тыквы (Cucurbita pepo)

Сравните первичное и вторичное строение корня. Заполните таблицу. Сравниваемые признаки Первичное строение Вторичное строение Покровная ткань Первичная кора

Осевой цилиндр

Вторичная кора

Меристемы

Ксилема

Флоэма

13

ТЕМА 5. МОРФОЛОГИЯ КОРНЯ, МЕТАМОРФОЗЫ КОРНЕЙ Работа 1. Типы корневых систем (подписать примеры) I. Типы корневых систем по форме

II. Типы корневых систем по происхождению (главный корень зачернен).

14

МЕТАМОРФОЗЫ КОРНЕЙ Работа 2. Строение корнеплода моркови (Daucus carota) А) Внешнее строение корнеплода. Б) Микропрепарат поперечного разреза корнеплода моркови.

А Б

Работа 3. Строение корнеплода редьки (Raphanus sativus).

15

Работа 4. Строение корнеплода свёклы (Beta vulgaris)

Работа 5. Корневые клубни георгина (Dahlia variabilis), хлорофитума

(Chlorophytum sp.), спаржи (Asparagus plumosus). Работа 6. Корни – прицепки плюща (Hedera helix). Работа 7. Водные корни водокраса (Hydrocharis morsus-ranae), ряски

(Lemna minor).

16

Работа 8. Воздушные корни эпифитной орхидеи:

Работа 9. Втягивающие (контрактильные) корни у лилии (Lilium martagon).

17

Работа 10.Метаморфозы корней симбиотического происхождения. 1. Микоризные окончания у некоторых деревьев: сосны,

лиственницы, ели, пихты, дуба, березы.

2. Строение эктомикоризного окончания на поперечном срезе.

3. Эндомикоризы травянистых растений.

18

4. Клубеньки на корнях бобовых растений.

ТЕМА 6. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОБЕГА Работа 1. Морфология побега на примере некоторых комнатных и

дикорастущих растений. Изучить строение побега. На рисунке отметить:

1 – стеблевые узлы, 2 – междоузлия, 3 – листовая пазуха, 4 – пазушные почки, 5 – верхушечная почка.

Работа 2. Строение почек некоторых древесных растений.

19

Записать в тетради, какие приспособления имеют почки разных растений для перезимовки?

Работа 3. По почечным кольцам (рубцам от опавших почечных

чешуй) определить возраст побегов яблони, осины, тополя, клена и др. растений. Результаты работы схематично зарисовать и записать.

Работа 4. Удлиненные и укороченные побеги растений.

20

Работа 5. Типы ветвления побегов.

Работа 6. Типы побегов по направлению роста.

1 2 3 4

5 6

21

Рассмотреть гербарий, заполнить таблицу: Название растения Тип побега

Купальница европейская Нивяник обыкновенный Тысячелистник Вьюнок полевой Горец вьюнковый Горошек мышиный Плющ Горец птичий Лапчатка серебристая Лютик ползучий Земляника Будра плющевидная Линнея северная Толокнянка ТЕМА 7. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЕЙ СПОРОВЫХ

РАСТЕНИЙ Работа 1. Строение стебля кукушкина льна – политрихума

обыкновенного (Polytrichum commune).

Работа 2. Строение стебля плауна (Lycopodium sp.).

22

Работа 3. Строение стебля хвоща полевого (Equisetum arvense).

Работа 4. Строение стебля орляка обыкновенного (Pteridium aquilinum).

Работа 5. Строение овального внутреннего амфикрибрального проводящего пучка на поперечном разрезе.

23

ТЕМА 8. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЕЙ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

Работа 1. Поперечный разрез стебля сосны (Pinus sylvestris)

24

Работа 2. Участок годичного кольца древесины сосны на поперечном разрезе. Работа 3. Продольный радиальный разрез древесины стебля сосны Работа 4. Продольный тангентальный разрез древесины стебля сосны

25

Работа 5. Поперечный разрез стебля липы (Tilia cordata) Работа 6. Поперечный разрез отдельных участков стебля липы. Строение покровной ткани и первичной коры.

26

Работа 7. Поперечный разрез отдельных участков стебля липы. Строение вторичной коры.

Работа 8. Поперечный разрез отдельных участков стебля липы.

Строение древесины (ксилемы).

27

Работа 9. Продольный радиальный разрез древесины стебля липы Рассмотреть препарат при малом и большом увеличении микроскопа. На рисунке отметить: 1 – точечные сосуды, 2 – спирально-пористые сосуды, 3 – спиральные трахеиды, 4 – древесная паренхима, 5 – либриформ, 6 – гомогенный сердцевинный луч.

ТЕМА 9. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЕЙ ДВУДОЛЬНЫХ И ОДНОДОЛЬНЫХ ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ

Работа 1. Первичное строение стебля тыквы.

28

Работа 2. Строение биколлатерального проводящего пучка тыквы. Работа 3. Пучковый тип вторичного строения стебля на примере кирказона (Aristolochia sp.).

29

Работа 4. Строение открытого коллатерального проводящего пучка кирказона.

Работа 5. Непучковый тип вторичного строения стебля на примере льна (Linum usitatissimum).

30

Работа 6. Строение стебля кукурузы (Zea mayus).

Работа 7. Строение закрытого коллатерального пучка в стебле кукурузы.

Работа 8. Строение стебля (соломины) ржи (Secale cereale)

31

Работа 9. Строение корневища ландыша (Convallaria majalis)

Работа 10. Строение стебля рдеста (Potamogeton sp.).

32

ТЕМА 10. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЛИСТОВОЙ ПЛАСТИНКИ Работа 1. Поперечный разрез листа камелии (Camelia sp.)

Работа 2. Поперечный разрез листа вейника наземного (Calamagrostis epigeios).

33

Работа 3. Поперечный разрез билатерального листа ириса (Iris pseudacorus).

Работа 4. Поперечный разрез хвои сосны (Pinus sylvestris).

34

ТЕМА 11. ЛИСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ, ПРИКРЕПЛЕНИЕ ЛИСТЬЕВ К СТЕБЛЮ, МОРФОЛОГИЯ ЛИСТА

Работа 1. Листорасположение: 1 – двурядное (1а – диаграмма; 1б – схема листорасположения), 2 – спиральное (очередное), 3 – супротивное, 4 – мутовчатое. Под рисунками подписать названия растений, имеющих подобное листорасположение.

1. 1а 1б

2. 3. 4. Работа 2. Морфологическое расчленение листа.

35

Работа 3. Способы прикрепления листьев к стеблю: 1- длинночерешковый, 2 – короткочерешковый, 3 – сидячий, 4 – пронзенный, 5- сросшиеся супротивные листья, 6 – лист с влагалищем, 7 – низбегающий, 8 – полустеблеобъемлющий, 9 –стеблеобъемлющий, 10 – с раструбом. Рассмотреть гербарий, подписать примеры растений.

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 ПРОСТЫЕ ЛИСТЬЯ

Работа 4. Форма листовой пластинки по внешним очертаниям. Рассмотреть гербарные образцы, живые растения, определить форму листовой пластинки: 1 – сердцевидный, 2 – почковидный, 3 – щитовидный, 4 – стреловидный, 5 – копьевидный, 6 – лопатчатый, 7 – ромбический, 8 – игольчатый, 9 – лировидный, 10 – струговидный, 11 - дудчатый, 12 – саблевидный, 13 – серповидный, 14 - мечевидный, 15 – треугольный, 16 – обратносердцевидный. Под схемами подписать названия растений.

11

36

13 14 Работа 5. Классификация простых листьев с цельной листовой пластинкой

1) Классификация листьев по соотношению длины и ширины

2) Формы основания листа: 1 – клиновидное, 2- оттянутое, 3 -

округлое, 4 – сердцевидное, 5 – копьевидное, 6 – стреловидное, 7 – неравностороннее.

1 2 3 4 5 6 7

37

3) Формы верхушки листа: 1 – остистая, 2- остроконечная, 3 – острая, 4 – заостренная, 5 – притупленная, 6 – округлая, 7 – усеченная, 8 – выгрызенная, 9 – вдавленная, 10 - двулопастная.

4) Формы края листа: 1 – цельный, 2- выемчатый, 3 – волнистый, 4 –

завернутый, 5 –шиповатый, 6 – зубчатый, 7 – пильчатый, 8 - городчатый, 9 –двоякопильчатый, 10- двоякозубчатый.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5) Жилкование листа: 1 – дихотомическое, , 2 – перистое, 3- пальчатое, 4 – дуговое, 5 – параллельное, 6 – однонервное.

1 2 3 4

5 6 Используя схематические рисунки, заполнить таблицу: Название растения

Характеристика простых цельных листьев Соотношение длины и ширины

Форма основания

Форма верхушки

Край листа

Жилкование

1.Яблоня 2.Крапива двудомная 3.Ива козья 4.Осина 5.Мать-и-мачеха 6.Подорожник 7.Ольха серая 8.Толокнянка 9.Звездчатка жестк. 10. Пырей ползучий

38

Работа 6. Классификация простых листьев c расчленённой листовой пластинкой. Рассмотреть схему, гербарный материал, живые растения и вписать соответствующие названия растений.

СЛОЖНЫЕ ЛИСТЬЯ

Работа 7. Классификация сложных листьев: 1 – тройчатосложный, 2 – пальчатосложный, 3 – парноперистосложный, 4 –

непарноперистосложный, 5 – дваждыперистосложный.

1 2 3

Тройчато (трех) Пальчато- Перисто-

Про

сты

е ли

стья

Лоп

астн

ые

мене

е ½

шир

ины

по

лупл

асти

нки

Разд

ельн

ые

боле

е ½

шир

ины

по

лупл

асти

нки

Расс

ечен

ные

(д

о ос

нова

ния)

39

4 5 Рассмотреть раздаточный материал и заполнить таблицу

Классификация сложных листьев Название растений

тройчатые листья

Пальчатосложные

Парно-перисто сложные

Непарно-перистосложные

1.Земляника 2.Клевер 3.Ракитник русский 4.Люпин 5.Горошек мышиный 6.Шиповник 7.Рябина

Работа 8. Описание листа и листорасположения. Изучить предложенное растение и сделать описание.

План описания листорасположения и

простого листа с цельной листовой пластинкой

1. Название растения, схематичный рисунок листа.

2. Описание листа: характер прикрепления листьев к

стеблю; наличие прилистников, влагалища; наличие и степень опушения; форма листовой пластинки по

соотношению длины и ширины (или название листа по внешним очертаниям);

край листовой пластинки; форма верхушки листовой пластинки; форма основания листовой пластинки; тип жилкования. 3. Формула листорасположения и угол

дивергенции. 4. Диаграмма листорасположения.

План описания листорасположения и простого листа с расчленённой

листовой пластинкой 1. Название растения, схематичный

рисунок листа. 2. Описание листа: характер прикрепления листьев к

стеблю; наличие прилистников, влагалища; наличие и степень опушения; название листа с расчленённой

листовой пластинкой (или название листа по внешним очертаниям);

край листовой пластинки; форма верхушки листовой пластинки; форма основания листовой пластинки; тип жилкования. 3. Формула листорасположения и угол

дивергенции. 4. Диаграмма листорасположения.

40

ТЕМА 12. МЕТАМОРФОЗЫ ПОБЕГОВ, СТЕБЛЕЙ И ЛИСТЬЕВ

Работа 1. Корневище. Рассмотреть строение корневищ мать-и-мачехи (Tussilago farfara), купены лекарственной (Polygonatum odoratum), пырея ползучего (Elytrigia repens), земляники лесной (Fragaria vesca), копытня европейского (Asarum europaeum) и др.

Работа 2. Метаморфозы подземных побегов. Клубень картофеля (So-

lanum tuberosum):

41

42

Работа 3. Метаморфозы подземных побегов. Типы луковиц.

Рассмотреть типы луковиц: пленчатую луковицу репчатого лука (Allium cepa), сложную луковицу чеснока (Allium sativum), чешуйчатую луковицу лилии (Lilium martagon).

Работа 4. Метаморфозы подземных побегов. Клубнелуковицы и

гипокотильные клубни.

Работа 5. Метаморфозы подземных побегов – каудекс клевера горного (Trifolium montanum).

Работа 6. Метаморфозы надземных побегов: 1 – колючки: у боярышника (Crataegus sanguinea), гледичии, груши, шиповника, 2 – усики: у винограда (Vitis vinifera), огурца (Cucumis sativus), 3 – суккулентные стебли у кактуса (Echinocactus sp.), 4 – бульбочки у лилии (Lilium sp.), 5 – луковички (бульбочки) в соцветиях лука, 6 – филлокладии иглицы (Ruscus ponticus), 7 – кладодии коллеции крестовидной (Colletia

43

cruciata), 8 – гипокотильный клубень капусты кольраби, 9 – надземные плети – столоны у костяники (Rubus saxatilis).

44

Работа 7. Метаморфозы листьев и их частей (отметить объекты, имеющиеся в наличии): 1 – колючки: у барбариса (Berberis vulgaris), эхинокактуса (Echinocactus sp.), караганы (Caragana

sp.), чертополоха (Carduus crispus), 2 – усики у гороха (Pisum sativum), 3 – филлодии у акации чернодревесной (Acacia melanoxylon), 4 – листовые суккуленты: алоэ (Aloe arborescens), бриофиллюма (Bryophyllum dai-gremontianum), 5 – чешуйчатые листья на корневище пырея ползучего (Ely-trigia repens), 6 – листья-резервуары у дисхидии (Dischidia raflesiana), 7 – ловчие аппараты у росянки (Drosera rotundifolia), пузырчатки (Utricularia vulgaris), непентеса (Nepentes sp.).

45

Вопросы к экзамену (зачёту) Основные понятия морфологии и анатомии вегетативных

органов высших растений. Значение растений в природе и жизни человека. Космическая роль

зеленых растений. Морфологическое и анатомическое расчленение тела как следствие жизни в наземных условиях. Талломные (слоевцовые) и листостебельные растения. Древнейшие представители высших растений, их строение и эволюционное значение. Понятие о теломе. Общие закономерности строения и развития растений. Симметрия, полярность. Понятие о гетеробатмии. Редукция, абортирование, атавизм, корреляция.

Тканевое строение высших растений. Усложнение внутренней структуры растений в связи с жизнью на суше и морфологической дифференциацией. Ткани и принципы их классификации. Образовательные ткани (меристемы), их роль и размещение в теле растения. Понятие о первичных и вторичных меристемах. Строение апексов корня и стебля. Пограничные (покровные) ткани. Понятие об эпидерме как сложной многофункциональной ткани. Строение и

46

механизмы работы устьиц. Перидерма и корка (образование, строение, функции). Чечевички, их строение и функции. Механические ткани, их значение, классификация, закономерности размещения в теле растения. Проводящие ткани. Понятие о флоэме и ксилеме как сложных комплексных тканях. Трахеальные элементы ксилемы (трахеи, трахеиды), их строение, развитие, эволюция. Ситовидные элементы флоэмы, их развитие, строение, эволюция. Проводящие пучки, их типы, размещение в органах растений. Ассимиляционные и запасающие ткани. Особенности их строения в связи с выполняемыми функциями. Выделительные ткани, их типы, строение, функции. Ткани проветривания (аэренхима и др.).

Зародыш и проросток – начальные этапы онтогенеза семенных растений. Строение семени голосеменного (хвойного) растения. Типы строения семян двудольных и однодольных цветковых растений. Покой и прорастание семян. Строение проростков двудольных и однодольных растений.

Корень, его функции. Морфология корня. Типы корневых систем, способ их формирования. Динамичность, специализация и экология корневых систем. Анатомическое строение корня. Первичное строение корня (на примере корня ириса). Вторичные изменения в корнях двудольных травянистых растений (тыква). Значение этих изменений. Морфологическая природа корнеплодов и их анатомическое строение (морковь, редька, свекла). Разнообразие метаморфозов корней. Метаморфозы корней симбиотического и паразитического происхождения. Микориза.

Побег. Морфологическое расчленение побега. Узлы и междоузлия. Типы почек, их строение, особенности расположения и роль в жизни растений. Разнообразие побегов по характеру роста. Развитие анатомической структуры стебля. Стелярная теория. Принципы классификации и типы стел, основные факторы их эволюции. Роль листьев и пазушных почек в формировании структурных особенностей стел. Листовые следы.

Первичное строение стеблей однодольных растений на примере стеблей купены, ржи, кукурузы. Строние стеблей двудольных травянистых растений. Переход к вторичному строению. Основные типы вторичного роста двудольных травянистых растений: пучковый (кирказон), непучковый (лен), переходный (подсолнечник). Строение многолетних стеблей древесных растений. Приросты древесины и луба как следствие деятельности камбия. Возрастные изменения древесины и луба. Использование древесины и луба в народном хозяйстве.

Лист. Определение листа, его строение и функции. Возникновение листа в процессе эволюции растений и формирование побега. Микро - и макрофилия. Листья – филлоиды; вайи папоротников. Ярусные категории листьев. Гетерофиллия и анизофиллия. Заложение и развитие листовых зачатков, деятельность меристем: верхушечной, интеркалярной,

47

маргинальной и адаксильной. Продолжительность жизни листьев. Старение листьев и листопад, его биологическое значение.

Листорасположение (филлотаксис). Основные закономерности листорасположения (правило эквидистантности, генетическая спираль, листовой цикл, формула листорасположения, угол дивергенции). Ряд Фибоначчи. Листовая мозаика.

Анатомическое строение листовой пластинки. Влияние внешних условий на формирование анатомической структуры листа. Простые и сложные листья. Классификация простых цельных и расчлененных листьев.

Метаморфозы побега. Функции, внешнее и внутреннее строение подземных метаморфозов (корневища, клубни, столоны, луковицы, клубнелуковицы). Способы формирования, ветвления корневищ. Надземные метаморфозы (клубни, луковицы, стеблевые суккуленты, столоны, усы, колючки, кладодии и филлокладии, усики). Метаморфозы листа: усики, колючки, филлодии, листья листовых суккулентов, листья – резервуары дисхидии, ловчие аппараты насекомоядных растений.

Понятия: гомология, аналогия, конвергенция.

Рекомендуемая литература (обязательная) Овеснов С. А. Морфология и анатомия растений:учебное пособие

для студентов университетов, обучающихся по направлению "Биология"/С. А. Овеснов.-Пермь,2012, ISBN 978-5-7944-1826-2,2-е изд., испр..-221.

Рекомендуемая литература (дополнительная)

1. Лотова Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений:учебник для студентов вузов, обучающихся по биол. спец. /Л. И. Лотова. М.: КомКнига, 2007, ISBN 978-5-484-00698-4,3-е изд., испр.-512.-Библиогр.: с. 482-485

2. Ботаника.В 4 т. : учеб. для вузов.Т. 3.Высшие растения. М.: Академия,2007, ISBN 978-5-7695-3184-2.-352

3. Жизнь растений. В 6-ти т. М.: Просвещение, 1978-1982. Т. 4-6.

Методическое издание

БОТАНИКА

(МОРФОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ)

48

Методические указания к лабораторным занятиям для студентов I курса биологического факультета

Составители Овеснов Сергей Александрович Переведенцева Лидия Григорьевна