Министерство сельского хозяйства РФ Кафедра земледелия и луговодства

Министерство сельского хозяйства РФ Кафедра земледелия и луговодства Электронный атлас по анатомии и морфологии растений Интерактивное учебное пособие к самостоятельной работе по дисциплине «Ботаника» Для обучающихся по направлению подготовки 110400 (35. 03. 04) «Агрономия» (квалификация (степень) «бакалавр» ) Санкт-Петербург 2014

Найда Н. М. Электронный атлас по анатомии и морфологии растений. Интерактивное учебное пособие к самостоятельной работе по дисциплине «Ботаника» - СПб. : СПб. ГАУ. – 2014. – 88 с. Рецензенты: доктор с. х. наук ГНУ Агрофизического института А. А. Комаров , к. с. х. наук, доцент М. А. Носевич Учебно-методическое пособие предназначено для бакалавров очной формы обучения и может быть использовано при самостоятельном изучении дисциплины «Ботаника» – раздел Анатомия и морфология растений. Учебно-методическое пособие составлено на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110400 (35. 03. 04) «Агрономия» (квалификация (степень) «бакалавр» ) и др. нормативных документов. Рекомендовано к публикации на электронном носителе Методическим советом СПб. ГАУ протокол №____ от «__» марта 2014 года. ©Найда Н. М. , 2014 © ФГБОУ ВПО СПб. ГАУ, 2014

Содержание: • • • • • • Введение Цели дисциплины «Ботаника» …………………………. . …. … 4 слайд Задачи освоения материала …. . ……………………………. 5 -6 Результаты освоения…………………………………. …. 7 -9 Устройство микроскопа…………………. . . 10 Вопросы для самоконтроля…………………………………. . 11 Строение растительной клетки……………………………. . . … 12 -18 Вопросы для самоконтроля…………………………………. . 19 Растительные ткани………………………………… 20 -45 Меристемы…………………………………………… 23 -25 Механические ткани…………………………………. …. . . 26 -30 Проводящие ткани………………………………………. 31 -35 Основные ткани………………………………………… 42 -44 Выделительные ткани…………………………………… 45 Вопросы для самоконтроля…………………………………. . 46 Анатомия вегетативных органов………………………………. . 47 Корень ……………………………………………. . 49 -58 Вопросы для самоконтроля…………………………………. . 59 Побег……………………………………………………. 60 -65 Анатомическое строение стебля…………………………. . 66 -71 Анатомия и морфология листа……………………………. . 72 -79 Вопросы для самоконтроля…………………………………. . 80 Строение цветка и семени ……………………………………. 81 -86 Вопросы для самоконтроля…………………………………. . 87 Рекомендуемая литература…………………………………… 88

Введение Ботаника. Анатомия и морфология • Цели освоения дисциплины: – приобретение студентами теоретических знаний по ботанике и практических навыков, необходимых для освоения дисциплин профессионального цикла подготовки бакалавров направления 110400 «Агрономия»

Цели и задачи освоения раздела Анатомия и морфология • Цель – последовательно представить микроскопическое строение клетки, тканей, вегетативных и генеративных органов.

Задачи: • - закрепление знаний по морфологии и анатомии растений, полученных на лекциях и практических занятиях; • - использование электронных иллюстраций в самостоятельной работе при подготовке к коллоквиуму, зачету и экзамену.

В результате освоения студент должен: • Знать: основы цитологии, морфологии и анатомии покрытосеменных растений; • строение растительной клетки, тканей, вегетативных и генеративных органов; • Уметь нарисовать растительную клетку, разрез корня, стебля и листа; • Свободно владеть цитологической, анатомической и морфологической терминологией.

Процесс освоения направлен на формирование элементов следующих компетенций: а) общекультурных (ОК): • владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1); • стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6); • осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладанием высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8); • способности представить современную картину мира на основе естественнонаучных знаний (ОК-11);

б) профессиональных (ПК) • способности распознавать по морфологическим признакам наиболее распространенные в регионе дикорастущие растения и сельскохозяйственные культуры, оценивать их физиологическое состояние, адаптационный потенциал и определять факторы улучшения роста, развития и качества продукции (ПК-3); • готовности изучать современную информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований (ПК-23);

Устройство микроскопа МБР-1 1 - окуляр 2 -тубус 3 -револьвер с объективами 4 -объектив 5 -предметный столик 6 -конденсор 7 -зеркало 8 -тубусодержатель 9 -винт грубой наводки 10 -микровинт 11 -подставка

Вопросы для самоконтроля: 1. Из каких частей состоит микроскоп? 2. Каково назначение плоской и вогнутой стороны зеркала? 3. Для чего предназначен конденсор? 4. В каком положении следует оставлять микроскоп по окончании работы? 5. Для чего нужно покровное стекло?

СТРОЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Клетки эпидермиса лука под микроскопом ядро стенка цитоплазма

Клетки листа элодеи: А –состояние тургора; Б – плазмолиз хл – хлоропласты • А Б хл хл

Клетки листа элодеи хлоропласты цитоплазма стенка

Клетки эпидермиса листа герани устьица Основные клетки эпидермы

Растительная клетка •

Растительная клетка (трехмерное изображение) •

Вопросы для самоконтроля: 1. Какие органеллы покрыты одной мембраной, какие двумя? 2. Какие органеллы составляют субмикроскопическую структуру цитоплазмы и ядра? 3. Как осуществляется связь между клетками? 4. Каково строение митохондрий, пластид, аппарата Гольджи, лизосом? 5. Каково строение клеточной стенки? 6. Каково строение мембран?

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ

Растительные ткани • Тканями называют устойчивые комплексы клеток, сходные по происхождению, строению и приспособленные к выполнению одной или нескольких функций. • Обычно выделяют следующие типы тканей: образовательные (меристемы), покровные, основные, механические, проводящие и выделительные •

Схема строения растения и расположения тканей:

Характеристика меристем Месторасположение Верхушечные меристемы Боковые меристемы Вставочная меристема Происхождение Первичное Вторичное Апексы побега и корня Прокамбий, перицикл Меристема междоузлий, верхушки цветоносов (лилейные, ирисовые), черешки листьев, чашелистики, тычиночные нити. Камбий, феллоген, раневые меристемы -

Схема расположения различных меристем в растении: 1 - апикальная (верхушечная); 2 - интеркалярная (вставочная) ; 3 латеральная (боковая) • Корневой чехлик

Апикальная меристема (апекс побега элодеи): А -продольный разрез; Б-объемное изображение и разрез апекса; В-клетки меристемы; Г –клетка паренхимы листа; 1 –апекс, 2 -зачаток листа, 3 зачаток почки, 4 – разворачивающиеся листья •

ПОКРОВНЫЕ ТКАНИ • Покровные ткани закрывают тело растения снаружи и граничат с воздушной средой. Они защищают органы от экстремальных температур и патогенных микроорганизмов и обеспечивают связь с внешней средой. К первичным покровным тканям относят эпидерму и эпиблему, к вторичным – пробку (феллему). На стволах и толстых корнях деревьев образуется корка, или ритидом, третичная покровная ткань.

Эпидерма листа: 1 -замыкающие клетки устьиц; 2 устьичная щель; 3 -хлоропласты; 4 -основные клетки эпидермы; 5 -кутикула; 6 -подустьичная полость •

Трихомы, или волоски • 1 -3 -одноклеточные • 4 -6 -многоклеточные

Перидерма бузины • • 1 -выполняющие клетки чечевички 2 -остатки эпидермы 3 -пробка 4 -феллоген 5 -феллодерма 6 -лубяные волокна 7 -основная паренхима

Корка, или ритидом пробка коровая паренхима склереиды пробка друзы

Сравнительная характеристика механических тканей Ткань/признак Происхождени е Форма клеток Колленхима Паренхимная, реже прозенхимная Первичное Склеренхима Первичное вторичное Склереиды Первичное и Прозенхимная Паренхимная Вторичная клеточная стенка Неодревесневш ая Утолщение клеточной стенки Неравномерное (в углах клеток, на тангентальных стенках) Одревесневающ Равномерное ая (лигнифицированная), редко целлюлозная Одревесневаю- Равномерное щая, иногда минерализованная (Si. O 2, Ca. Co 3) Место локализации Молодые стебли черешки и Стебли, корни, листья Плоды, семена, листья, стебли

Уголковая колленхима • ядро утолщение стенки вакуоль

Лубяные волокна • Утолщение клеточной стенки

Древесинные волокна А –поперечный срез Б – продольный срез А Б

Склереиды • Утолщение стенки

Проводящие ткани и проводящие комплексы • Транспортировка продуктов ассимиляции к корневой системе называется нисходящим током, а продуктов поглощенных ризосферой к листьям – восходящим током. Каждый ток веществ передвигается по определенным элементам проводящей ткани: восходящий ток идет по сосудам и трахеидам, нисходящий – по ситовидным трубкам с клетками спутницами.

Трахеиды • • 1 -2 -трахеиды с округлыми окаймленными порами 3 -трахеида с вытянутыми окаймленными порами

Типы сосудов: 1 -кольчатый, 2 -4 - спиральный, 5 -сетчатый, 6 - лестничный, 7 -8 - пористый •

Строение ситовидной трубки с клеткой спутницей • клетка спутница

Состав флоэмы и ксилемы проводящего пучка проводящий комплекс Флоэма Проводящая ткань Ситовидные трубки клетками спутницами Ксилема Сосуды, трахеиды Механическая ткань Склеренхима; во с вторичном лубе называется лубяными волокнами Склеренхима; во вторичной древесине называется древесин. волокнами Основная ткань Лубяная паренхима Древесинная паренхима

Схемы строения проводящих пучков: А-коллатеральный закрытый; Б-коллатеральный открытый; В-биколлатеральный; Гконцентрический; 1 -флоэма, 2 -ксилема, 3 -камбий, 4 -склеренхима • Г

Основные ткани Запасающая ткань в зерновке пшеницы: 1 –алейроновый слой, 2 -крахмальные зерна

Ассимиляционная паренхима листа • хлоропласты

Воздухоносная паренхима • 1 - воздухоносные ходы

Выделительные ткани 1 -вместилища: А-схизогенные смоляные ходы в древесине сосны; Близигенные вместилища эфирных масел в перикарпии апельсина; 1 эпительальные клетки; 2 -межклетники; 3 -храхеиды; 4 -разрушающиеся кл. экзокарпия; 2 -членистые млечники; А-корень одуванчика, Б-латук; 1 латекс; 2 -паренхима 1 2

Вопросы для самоконтроля: 1. Что такое ткани? 2. Какова роль образовательных тканей в растении? 3. Какие типы покровных тканей вы знаете? 4. Типы механических тканей и их особенности. 5. Назовите элементы проводящих тканей. 6. Какие типы проводящих пучков вам известны?

Анатомия вегетативных органов

Схема строения цветкового растения

КОРЕНЬ

Корни по происхождению бывают: • 1 -главный корень • 2 -придаточные корни • 3 -боковые корни • 3

Корневые системы: А- стержневая; Б - мочковатая

Видоизменения корней: А- корневые шишки (клубни); Б- корнеплоды •

Воздушные корни •

Зоны корня: •

Первичное анатомическое строение корня однодольного растения (ирис): 1 - центральный цилиндр; 2 –эпиблема; 3 -экзодерма; 4 мезодерма; 5 -эндодерма; 6 -перицикл; 7 флоэма; 8 -ксилема; 9 -пропускные клетки; 10 - корневой волосок

Вторичное строение корня двудольного растения (тыква): 1 - первичная ксилема; 2 -вторичная ксилема; 3 -радиальный луч; 4 -камбий; 5 -вторичная флоэма; 6 - вторичная кора; 7 - пробка

Анатомическое строение корнеплодов: А-корень редьки; Б-корень моркови 1 -первичная ксилема 2 -первичная флоэма 3 -камбий 4 -вторичная флоэма 5 -вторичная ксилема 6 -пробка А Б

Анатомическое строение корня свёклы 1 -пробка 2 -добавочный камбий 3 -вторичная ксилема 4 -радиальный луч 5 -первичная ксилема 6 -камбий 7 -первичная и вторичная флоэма 8 -коллатеральные проводящие пучки

Вопросы для самоконтроля: 1. Какие типы корневых систем вы знаете? 2. Назовите зоны молодого корня 3. Какие видоизменения корней вы знаете? 4. Расскажите строение корня ириса 5. Расскажите строение корня тыквы 6. Каково анатомическое строение корнеплодов?

ПОБЕГ

Схема строения побега: лист стебель

Листорасположение: 1 -очередное; 2 - супротивное; 3 -мутовчатое •

Строение почек •

Типы ветвления побегов: • 1 -моноподильное; 2 -симподиальное; 3 -дихотомическое; 4 -симподиальное по типу дихазия (ложнодихотомическое)

Метаморфозы побега: 1 -2 -клубни; 3 -луковицы; 4 -клубнелуковица; 5 -6 -корневище; 7 -колючки; 8 -усики; 9 -надземный клубень; 10 -усы у земляники

Первичное анатомическое строение стебля кукурузы I- разрез стебля: 1 -эпидерма, 2 -склеренхима, 3 -паренхима, 4 -закрытый коллатеральный проводящий пучок; II-проводящий пучок: 1 -паренхима, 2 - склеренхима, 3 -флоэма, 4 -6 -сосуды, 7 -воздушная полость •

Строение стебля тыквы: • 1 -волоски • 2 -эпидерма • 3 -уголковая колленхима • 4 –ассимиляционная паренхима 5 -склеренхима 6 -паренхима 7 -флоэмы биколлатерального проводящего пучка 8 -ситовидные трубки 9 -камбий 10 - сосуды 7

Строение стебля кирказона: • • • 1 -прокамбий 2 -эпидерма 3 -колленхима 4 -паренхима первичной коры 5 -эндодерма 6 -склеренхимное кольцо 7 -флоэма 8 -ксилема 9 -пучковый камбий 10 -межпучковый камбий 11 -сердцевинный луч 12 -паренхима сердцевины

Строение стебля липы (фото) •

Строение стебля древесного растения (ветка липы): • • • • 1 - остатки эпидермы 2 -пробка 3 -первичная кора 4 -вторичная кора 5 -камбий 6 -древесина 7 -осенняя древесина 8 -сосудывторичной ксилемы 9 -первичная ксилема 10 -сердцевина 11 -вторичный сердцевинный луч 12 - первичный сердцевинный луч 13 -кристаллы 14 -флоэма (луб) 14

Строение стебля льна: • • • 1 -эпидерма 2 -паренхима первичной коры 3 -эндодерма 4 -лубяные волокна 5 -флоэма 6 -камбий 7 -вторичная ксилема 8 -первичная ксилема 9 -сердцевинный луч 10 -сердцевина 11 -полость

Морфология листа • Листовая пластинка черешок прилистники основание

Лист • Формы листьев

Морфология листа • Край листовой пластинки

Морфология листа • Жилкование

Степень и форма расчленения листовой пластинки •

Листья простые -1 -14; сложные-15 -17 1 -игольчатые 2 -линейный 3 -яйцевидный 4 -сердцевиднояйцевидный 5 -обратнояйцевидный 6 -почковидный 7 -лопатчатый 8 -ланцетный 9 -стреловидный 10 -копьевидный 11 -округлый 12 -овальные 13 -продолговатый 14 -ромбический 15 -перистый 16 -тройчатый 17 -пальчатый 15 16 17

Анатомическое строение листа: • • 1 -эпидерма 2 - устьице 3 -столбчатая паренхима 4 -губчатая паренхима 5 -закрытый коллатеральный проводящий пучок 6 - колленхима 6 6

Строение хвоинки сосны: 1 -эпидерма 2 -погруженное устьице 3 - гиподерма 4 -складчатая паренхима 5 -смоляной ход 6 -эндодерма 7 -ксилема 8 -флоэма 9 -склеренхима 10 -трансфузионная паренхима

Вопросы для самоконтроля: 1. Что такое побег? 2. Какие видоизменения побега бывают? 3. Типы листорасположения. 4. Чем характеризуется первичное строение стебля однодольных растений? 5. Зарисуйте стебель тыквы и сделайте обозначения. 6. Расскажите строение стебля кирказона. 7. Расскажите строение стебля липы. 8. Расскажите строение стебля льна. 9 Какое строение имеет лит покрытосеменных растений 10. Расскажите строение хвоинки сосны.

Строение цветка и семени

Строение цветка: 1 - тычинка 2 -лепестки венчика 3 - пестик 4 -чашелистики чашечки 5 -цветоложе 6 -цветоножка 7 - пыльник 8 -тычиночная нить 9 -рыльце пестика 10 -столбик пестика 11 -завязь

Строение цветка: 1 -стенка завязи 2 -столбик пестика 3 -рыльце 4 - прорастающие пыльцевые зерна 5 -тычиночная нить 6 - пыльник 7 -формирующиеся пыльцевые зерна 8 -семязачаток 9 -зародышевый мешок (женский гаметофит) 9

Строение семени фасоли: Семенная ура рубчик микропиле

Строение семени фасоли: • • • 1 -зародыш семени 2 -почечка 3 -корешок 4 -семядоли 5 -семенная кужура

Строение зерновки пшеницы: • • 1 -перикарпий 2 -эндосперм 3 -зародышевый лист 4 -апекс побега 5 -стебелек 6 -корешок 7 -зародыш 8 -колеоптиле 8

Вопросы для самоконтроля: 1. Какое строение имеет цветок покрытосеменных растений? 2. Какие процессы протекают в пыльниках тычинок? 3. Что такое завязь? 4. Какие процессы протекают в семязачатке? 5. Что такое зародышевый мешок? 6. Какова морфология семени? 7. Расскажите строение семени фасоли. 8. Расскажите строение зерновки пшеницы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: Основная • 1. Андреева И. И. , Родман Л. С. Ботаника. – 3, 4 -е изд. - М. : Колос. С, 2003, 2005, 2007, 2010. • 2. Андреева И. И. , Родман Л. С. , Чичев А. В. Практикум по анатомии и морфологии растений. - М. : Колос. С, 2005. • 3. Суворов В. В. , Воронова И. Н. Ботаника с основами геоботаники. 3 -е изд. -М. : АРИС, 2012. - 520 с • 4. Найда Н. М. Ботаника: клетка и ткани. - Учебно-методическое пособие -1 ч. СПб: СПб. ГАУ. - 65 с. • 5. Найда Н. М. Ботаника: вегетативные органы. - Учебно-методическое пособие -II ч. СПб: СПб. ГАУ. - 52 с. • 6. Найда Н. М. Ботаника: Размножение растений. -Учебно-методическое пособие -III ч. СПб: СПб. ГАУ. -51 с. Дополнительная • • • 1. Лотова Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений. М. : Ком. Книга, 2007. • 2. Серебрякова Т. И. , Воронин Н. С. , Еленевский А. Г. Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений. М. : Академкнига, 2006. 3. Баландин С. А. , Абрамова Л. И. , Березина Н. А. Общая ботаника с основами геоботаники. Учебное пособие для вузов. 2 -е издание, – М. : ИКЦ « Академкнига» , 2006 4. Яковлев Г. П. , Челомбитька В. А. , Дорофеев В. И. Ботаника: учебник для вузов. 3 -е изд. , СПб. : Спец. Лит, 2008. -687 с.