Анатомія рослин: практикум - Панюта О.О. 2019

Тема 3. Будова вегетативних органів
Лабораторна робота № 12. Будова стебла дводольних рослин

Мета роботи: ознайомитись із особливостями будови стебла дводольних рослин.

Матеріали й обладнання: світлові мікроскопи, предметні й покривні скельця, препарувальні голки, пінцети, скляні палички, фільтрувальний папір, дистильована Вода, хлор-цинк-йод, сірчанокислий анілін, флороглюцин з соляною кислотою, йод в йодистому калії, гліцерин, рослинний матеріал.

Препарат. Поперечний зріз стебла гарбуза (Cucurbita реро L.)

Зі свіжого або законсервованого стебла гарбуза виготовляють тоненькі зрізи і для більш детального вивчення їх обробляють хлор-цинк-йодом. Така обробка необхідна для того, щоб краще відрізняти різні Тканини. На предметне скло капають одну або дві краплі хлор-цинк-йоду, в які вміщують зрізи на дві хвилини, а потім накривають накривним скельцем. Такі препарати можна розглядати навіть без мікроскопа, якщо предметне скло покласти на білий папір. На зрізах можна побачити центральну порожнину, яка утворює в стеблі великі заглибини між судинними пучками. Більша частина зрізу буде забарвлена в червоно фіолетовий колір на фоні якого помітні окремі ділянки, забарвлені значно слабше. Ці ділянки й складають провідну тканину, або судинно-волокнисті пучки. На зрізі помітні отвори - судини, по яких пересуваються вода та мінеральні речовини від кореня до листків. Вони складають частину ксилеми. Матовий відтінок мають ситоподібні трубки, по яких пересуваються пластичні речовини від листків до кореня. Це елементи флоеми. Навіть без мікроскопа помітно розміщення судинних пучків, які утворюють два кола. Частина стебла, розташована зовні від судинних пучків, називається первинною корою, а до центра від пучків - серцевиною. Між судинними пучками залягають серцевинні промені.

Рис. 60. Поперечний зріз стебла гарбуза:

1 - епідерма, 2 - коленхіма, 3 - паренхіма первинної кори, 4 - склеренхіма,

5 - основна паренхіма, 6 - судинно- волокиистий пучок

Після цього треба виготовити ще тонші зрізи, щоб розглянути їх за великого збільшення мікроскопа. При такому дослідженні виявляється (рис. 60), що зовні стебло вкрите епідермою, яка має на своїй поверхні лінійні багатоклітинні волоски та сосочки. Волоски закінчуються маленькими конічними клітинами. Якщо препарати виготовлені з молодого стебла, то клітини волосків живі і мають цитоплазматичний вміст, ядра та хлоропласти. Епідерма забарвлюється від хлор-цинк-йоду в жовтий колір. Зовнішні стінки епідерми просочені кутином та воском, це сприяє тому, що епідерма не пропускає воду. Плівка, яка виникає на поверхні епідерми, називається кутикулою. Під епідермою залягає механічна тканина коленхіма, яка складається з кількох шарів клітин, розміщених окремими ділянками. Клітини коленхіми виповнені живим вмістом. Вони межують з живою паренхімною тканиною, за якою залягає смужка склеренхіми, механічної тканини, клітини якої мають здерев’янілі стінки і від йоду забарвлюються в жовтий колір. Клітини склеренхіми мертві, вони не мають цитоплазматичного вмісту, потовщення стінок клітин рівномірне, вони щільно прилягають одна до одної.

За склеренхімою розташовані клітини основної паренхіми, з тонкими стінками, які мають цитоплазматичний вміст та багато крохмалю. В стінках під мікроскопом видно пори. Серед основної паренхіми розташовані судинно-волокнисті пучки.

Препарат. Поздовжній радіальний зріз стебла гарбуза (Cucurbita pepo L.)

Рис. 61. Поздовжній зріз стебла гарбуза:

1 - зовнішня флоема, 2 - камбій,

3 - судина, що формується, 4 - деревна паренхіма, 5 - вторинна ксилема, 6 - первинна ксилема, 7 - паренхімні клітини, 8 - внутрішня флоема

Кусочок стебла гарбуза розколюють так, щоб можна було бачити внутрішні частини, і поверхню зрізу вирівнюють бритвою. Виготовляють препарати так, щоб були захоплені основні тканини стебла. Виготовлені препарати кладуть у краплину води або в розчин хлор-цинк-йоду чи сірчанокислого аніліну й розглядають за малого та великого збільшення. Різні тканини в зазначених реактивах матимуть неоднакове забарвлення. На зрізах під мікроскопом при малому збільшенні можна побачити епідерму з кутикулою та клітини коленхіми, які мають правильну циліндричну форму з горизонтальними перегородками. Основна паренхіма на поздовжньому зрізі майже не відрізняється формою своїх клітин, які спостерігаються на поперечних зрізах (рис. 61).

Певний інтерес тут має склеренхіма, що складається з довгих волокон, стінки клітин яких потовщені. В поздовжніх стінках є пори у вигляді дрібних цяток.

В деревині є різні типи судин, які легко розрізнити, якщо подіяти на зрізи відповідними реактивами, наприклад сірчанокислим аніліном, від якого вони жовтіють. Тут можна спостерігати такі судини: кільчасті, спіральні, пористі. Стінки крупніших судин мають складну сітку потовщень та пори, кожна з яких оточена кільцем малопотовщеної оболонки. Якщо препарати обробити флороглюцином та соляною кислотою, то видно, що основна частина стінок в судинах не здерев’яніла або здерев’яніла мало. Ось чому яскраво малинове забарвлення виникає там, де стінки мають значне потовщення. На поздовжньому зрізі можна спостерігати камбій. Клітини його витягнуті в поздовжньому напрямку, кути окремих клітин заокруглені. В кожній клітині помітне Ядро.

Щоб краще роздивитись ситоподібні трубки, готують новий препарат, який обробляють хлор-цинк-йодом, від якого стінки ситоподібних трубок забарвлюються в фіолетовий колір, а внутрішній вміст - у жовтий.

Видно, що окремі членики ситоподібних трубок мають циліндричну форму й на рівні поперечних перегородок вони злегка розширені. Перетинки розташовані горизонтально або навкіс до їхньої довгої осі. Коли мозолиста речовина відсутня, то перетинки не товсті і пори розподілені рівномірно по всій їх площі. У тих же випадках, коли є мозолиста речовина, то по обидва боки від первинної перетинки виникають рівномірні потовщення, і перетинка перетворюється ніби в ряд тісно скупчених циліндриків, які мають заокруглені кінці. Цікава будова бокових стінок. Поздовжні зрізи їх місцями мають чоткоподібну форму, завдяки порам, що пронизують стінки. Можна на препаратах знайти такі пори на стінках, в яких помітні перегородки у вигляді пластинок. Кожна з них пронизана дрібними отворами, що нагадує ситечко.

Через ці бокові ситечка відбувається пересування пластичних речовин, що є в ситоподібних трубках, в паренхімні клітини, клітини камбію та клітини-супутники. Це має важливе значення в процесі обміну речовин і забезпечує надходження пластичних речовин у живі клітини стебла.

Клітини-супутники розміщені поруч з ситоподібними трубками, їхні кінці загострені. В цих клітинах помітні ядра та цитоплазматичний вміст.

Отже, флоема та ксилема в стеблі гарбуза складаються з різних елементів. До ксилеми належать такі елементи: судини, трахеїди, деревні або механічні волокна, розташовані між судинами, та паренхімні клітини.

До складу флоеми належать: ситоподібні трубки, клітини-супутники, луб’яні волокна та паренхімні клітини, розташовані між ситоподібними трубками. Зазначені елементи залягають зовні від камбію.

Препарат. Поперечний зріз стебла соняшника (Helianthus annus L.)

Препарати виготовляють зі стебла молодих рослин. Таке стебло заздалегідь фіксують. Зі стебла виготовляють поперечні зрізи й кладуть у краплину води або гліцерину. Виготовлені зрізи можна розглянути за допомогою лупи. На зрізах, навіть за малого збільшення, помітні темнуваті плями - судинно-волокнисті пучки, розташовані біля поверхні стебла у вигляді кола. По таких зрізах можна скласти схематичне уявлення про будову стебла.

Рис. 62. Поперечний зріз стебла соняшника:

1 - епідерма, 2 - коленхіма, 3 - паренхіма кори, 4 - смоляний хід,

5 - ендодерма (крохмаленосна Піхва), 6 - склеренхіма, 7 - флоема, 8 - пучковий камбій, 9 - міжпучковий камбій, 10 - ксилема, 11 - паренхіма серцевинних променів, 12 - паренхіма серцевини

Щоб детальніше вивчити анатомічну будову, кусочок стебла розколюють ножем пополам, і лише потім виготовляють кілька тонких зрізів. Для кращого спостереження зрізи обробляють різними реактивами, щоб на кожному з них розглядати певні тканини. До таких реактивів належать: розчин йоду в йодистому калії, флороглюцин з соляною кислотою, сірчанокислий анілін та ін. Під мікроскопом, навіть при малому збільшенні, помітно, що зовні стебло вкрите епідермою (рис. 62), на поверхні якої розвиваються різного розміру волоски. Під епідермою лежить коленхіма, яка складається з клітин, що мають потовщені стінки. Клітини коленхіми живі, вони містять цитоплазму, ядро, хлоропласти та включення. Потім розташована паренхімна тканина, яка складається з дрібних та великих клітин з тонкими стінками. Крохмаленосна піхва межує з центральним циліндром. Вона складається з клітин, виповнених живим вмістом та крохмалем. Центральний циліндр складається з судинно-волокнистих пучків та серцевини. Кожний пучок складається із флоеми, розміщеної в напрямі до периферії, та ксилеми, яка залягає в напрямі до центра. Між ними є пучковий камбій, крім того, помітний міжпучковий камбій. Розмір пучків неоднаковий: більші чергуються з меншими. Перед кожним великим пучком зовні розвивається склеренхіма.У центрі стебла знаходиться серцевина, яка складається з великих багатокутних клітин з тоненькими стінками. В корі та в центральному циліндрі можна помітити окремі ділянки, які мають темне забарвлення — це смоляні канали.

При великому збільшенні на тонких зрізах, оброблених відповідними реактивами (рис. 63), можна краще розглянути препарати й зарисувати та позначити окремі тканини. При такому збільшенні виявляється, що епідерма складається з дрібних, трохи видовжених клітин. На зовнішніх стінках епідерми кутикула роз- винена слабко. Добре помітні волоски, вони багатоклітинні, шорсткі та щетинисті і розміщені на невеликих виростах епідерми. Коленхіма складається з кількох шарів клітин, які мають білі та блискучі стінки. В клітинах коленхіми є Цитоплазма, ядро, хлоропласти та крохмальні зерна. Коленхіма ближче до центра стебла поступово переходить у тонкостінну паренхіму первинної кори.

В ній помітні хлоропласти.

Рис. 63. Частина поперечного зрізу стебла соняшника:

1 - епідерма, 2 - пластинчаста коленхіма, 3 - тонкостінна паренхіма первинної кори, 4 - крохмаленосна піхва, 5 - склеренхіма, 6 - флоема, 7 - камбій, 8 - ксилема, 9 - серцевина, 10 - міжпучковий камбій, 11 - смоляні ходи

Крохмаленосна піхва утворена з одного шару тонкостінних клітин, в яких багато крохмальних зерен. Вона прилягає безпосередньо до тяжів склеренхіми, які лише місцями відокремлені від неї тонкостінними клітинами.

Клітини склеренхіми мають дуже потовщені стінки, які дають відповідні реакції з флороглюцином і соляною кислотою, а також з сірчанокислим аніліном. В першому випадку вони забарвлюються в червоний колір, а в другому - в жовтий. Зазначені реакції свідчать про те, що стінки клітин склеренхіми здерев’янілі.

За склеренхімою розташовані судинно-волокнисті пучки. Зовні від них, прилягаючи безпосередньо до склеренхіми, розташована флоема, в якій добре помітні ситоподібні трубки та клітини- супутники, що мають зернистий вміст. Смужка камбію між флоемою та ксилемою в судинно-волокнистих пучках чітко не відмежована. Камбій складається з вузьких, дрібних тонкостінних клітин, виповнених густою цитоплазмою. Внаслідок поділу клітин камбію утворюються елементи вторинної ксилеми та флоеми. Якщо обробляти препарат флороглюцином з соляною кислотою або сірчанокислим аніліном, то флоема і камбій не дають реакції, тобто не змінюють свого забарвлення. Це свідчить про те, що їхні клітинні стінки не здерев’янілі.

За камбієм розташована вторинна деревина, або ксилема, що складається з різних елементів, серед яких переважають сітчасті або пористі судини великого розміру.

Вторинна ксилема прилягає до первинної ксилеми, що виникла з прокамбію. Первинну ксилему складають трахеїди, паренхіма та судини - кільчасті і спіральні. Вони розташовані так, що нагадують розправлені пальці на руці.

Заслуговує на увагу будова міжпучкового камбію. Його легко побачити, якщо злегка пересунути препарат під мікроскопом так, щоб центр поля зору був між двома судинними пучками. Під мікроскопом видно, що міжпучковий камбій складається з кількох шарів клітин, які злегка сплюснуті, мають тоненькі стінки, а клітинна порожнина виповнена зернистою цитоплазмою. В міжпучковому камбії є клітини, які ще не відрізняються від інших, оскільки вони ще не встигли перетворитись на елементи флоеми або ксилеми. Тут же можна спостерігати утворення нових судинно-волокнистих пучків з міжпучкового камбію. Це явище особливо помітне на клітинах, які залягають в напрямі до периферії, де можна помітити ситоподібні трубки та клітини-супутники.

Центральну частину стебла займає серцевина, яка складається з тонкостінних паренхімних клітин. Розмір клітин серцевини в стеблі соняшника збільшується до центра. Ті клітини, що прилягають до ксилеми, мають менший розмір. В молодому стеблі клітини серцевини мають цитоплазматичний вміст, а по мірі росту й розвитку стебла цей вміст зникає. Стінки клітин серцевини мають білий колір, а під мікроскопом навіть виблискують. Вони формують, так звану, пухку паренхіму, яка складається з клітин з великими міжклітинниками.

У стеблі соняшника є смоляні канали. Вони розташовані у первинній корі і в центральному циліндрі. Смоляні канали мають типову будову. Це порожнина, оточена дрібними епітеліальними клітинами. Якщо зрізи виготовлені із заспиртованого матеріалу, то смолянисті речовини, які заповнюють порожнину смоляних каналів, розчиняються в спирті.

Препарат. Поздовжній зріз стебла соняшника (Helianthus annus L.)

Поздовжні зрізи теж виготовляють з тонкого молодого стебла. Від стебла відрізають невеликий кусочок і розколюють його ножем пополам. Потім поверхню зрізу згладжують гострою бритвою, щоб при виготовленні мікроскопічного зрізу були захоплені всі елементи різних тканин. З розколеної половинки виготовляють радіальні зрізи. Необхідно виготовити також такі зрізи, щоб вони пройшли через первинну ксилему. Виготовлені зрізи широкі і не вміщуються в полі зору мікроскопа, тому, щоб вивчити будову на поздовжньому зрізі, препарати пересувають від периферії до центра або навпаки. Це дає можливість добре розглянути весь складний комплекс структурних елементів стебла соняшника.

Якщо пересувати препарат від серцевини до периферії (рис. 64), то можна встановити, що центральна частина стебла складається з серцевини, утвореної з багатокутних паренхімних клітин, які мають дуже тонкі стінки. Серцевина безпосередньо прилягає до первинної ксилеми. В ній можна помітити первинну паренхіму деревини та різні судини, а саме: кільчасті, спіральні вузькі і спіральні широкі та пористі. Клітини паренхіми деревини розкидані між судинами. Вони широкостінні і мають дрібнозернистий вміст.

Рис. 64. Поздовжній зріз стебла соняшника:

1 - серцевина, 2 - первинна деревна паренхіма, 3 - кільчаста судина, 4 - спіральні вузькі судини, 5 - спіральні широкі судини, 6 - пористі судини, 7 - деревна паренхіма, 8 - лібриформ, 9 - камбій, 10 - флоема, 11 - склеренхіма, 12 - ендодерма, 13 - тонкостінна паренхіма, 14 - коленхіма, 15 - епідерма

За пористими судинами розташований лібриформ,що складається з видовжених клітин, які нагадують волокна. Ці клітини мають дуже потовщені стінки і не мають клітинного вмісту, на стінках помітні вузькі щілиноподібні пори, а кінці волокон загострені. Лібриформ має важливе значення, він виконує механічну функцію, надаючи міцності стеблу.

За лібриформом залягає камбій, що складається з порівняно коротких клітин з тонкими ніжними стінками. В клітинах є цитоплазматичний зернистий вміст та видовжені ядра. За камбієм розташована флоема, в якій добре помітні ситоподібні трубки з ситоподібними пластинками на поперечних стінках. Тут же помітна мозолиста речовина, яка має буруватий відтінок. Ситоподібні трубки побудовані з коротких члеників, довжина їх зменшується від периферії до камбію. Це свідчить про те, що первинні елементи флоеми менші, ніж вторинні.

Ближче до периферії від ситоподібних трубок залягають луб’яні волокна. Клітини луб’яних волокон мають потовщені стінки, загострені кінці; вони не мають внутрішнього вмісту - це мертві клітини. Луб’яні волокна, так само як і лібриформ, виконують механічну функцію.

За склеренхімою розташована ендодерма, якщо в ній немає крохмальних зерен, або крохмаленосна піхва, клітини якої виповнені крохмалем. Потім розташовані клітини тонкостінної паренхіми та коленхіми. В клітинах коленхіми поздовжні стінки потовщені і під мікроскопом блискучі, а поперечні, здебільшого, тоненькі. В клітинах тонкостінної паренхіми та коленхіми є цитоплазматичний вміст, ядро, хлоропласти та крохмальні зерна. Зовні стебло вкрите епідермою, яка складається з одного шару клітин. Стінки клітин тоненькі. В клітинах є протопласти, на стінках епідерми помітні волоски.