Анатомія рослин: практикум - Панюта О.О. 2019

Тема 4. Будова насіння
Лабораторна робота № 16. Будова насіння

Теоретичні відомості. Насіння складається з зародка та запасу поживних речовин. З поверхні кожна насінина вкрита шкіркою, під якою міститься зародок та ендосперм. У деяких рослин ендосперму немає; тому насіння поділяють на ендоспермове (як у злаків) та безендоспермове (як у бобових). У деяких рослин зберігається і розростається нуцелус, який заповнюється запасними речовинами і утворює перисперм. Насіння з периспермом властиве для лободових, гвоздикових, кленових та ін. Ендосперм та перисперм - це тканини насіння, в яких містяться поживні речовини. У гороху, гарбуза, соняшника та ін. поживні речовини відкладаються в частинах самого зародка, в його сім’ядолях.

Найважливіша частина насінини - зародок, з якого розвивається нова рослина. Зародок складається з брунечки та первинного кореня. Між коренем і брунечкою міститься одна або дві сім’ядолі - перші листочки.

Мета роботи: ознайомитись із особливостями будови насіння.

Матеріали й обладнання: світлові мікроскопи, предметні й покривні скельця, препарувальні голки, пінцети, скляні палички, фільтрувальний папір, дистильована вода, 95%-вий спирт, йод в йодистому калії, метиленова зелень з оцтовою кислотою, кармін з бурою, рослинний матеріал.

Препарат. Будова насінини пшениці (Triticum aestivum L.)

Насіння пшениці намочують у воді на 24 години, щоб воно набубнявіло, і переносять в 95 %-вий спирт, щоб зерно вбити та ущільнити всі його тканини. В такому стані матеріал зберігають для досліджень. Для виготовлення зрізів беруть таку насінину, розколюють її скальпелем вздовж борозенки, а потім відмічають те місце, де знаходиться, зародок. Такі половинки вставляють у серцевину бузини й виготовляють з них поздовжні зрізи.

Рис. 102. Поздовжній зріз насінини пшениці.

А - будова насінини пшениці: 1 - зародок, 2 - ендосперм, 3 - плодові та насінні оболонки, 4 - алейроновий шар.

Б - будова зародка: 1 - зародковий корінець, 2 - щиток, 3 - брунечка, 4 - колеоптиль, 5 - перший зародковий листок, 6 - другий зародковий листок, 7 - конус наростання, 8 - епібласт, 9 - перше меживузля, 10 - колеориза, 11 - кореневий чохлик

У злаків, до яких належить пшениця, плід - зернівка (рис. 102, А), яка складається з зародка, ендосперму та плодових і насінних оболонок. Головну масу зернівки складає ендосперм. Зародок зернівки (рис. 102, Б) складається з зародкового корінця, щитка та брунечки. Щиток - це єдина видозмінена сім’ядоля зародка. Щиток складається з дрібних клітин з ніжними стінками і лежить у зернівці так, ніби утворює перегородку між зародком і ендоспермом. На виготовленому препараті добре видно також колеоптиль та перший зародковий листок. Потім іде другий зародковий листок та конус наростання стебла. Збоку помітний виріст, який називається епібластом. В середині зрізу зародка помітна група дрібних ембріональних клітин з дуже тонкими й ніжними

оболонками - це перше меживузля. Потім іде колеориза та зародковий корінь, який впирається в кореневий чохлик.

Зовні насінина вкрита шкіркою, яка утворюється з покривів насінного зачатка. Тут шкірка зростається з оплоднем. Під шкіркою добре розвинений алейроновий шар (рис. 102, А), який складається з великих клітин і виповнений білковими речовинами. У шкірці помітні дві оболонки: верхня насінна та нижня плодова.

Препарат. Будова насінини кукурудзи звичайної (Zea mays L.)

Рис. 103. Будова насінини кукурудзи:

1 - ендосперм, 2 - зародок,

3 - алейроновий шар, 4 - щиток, 5 - молодий корінець, 6 - кореневий чохлик, 7 - зачатки листочків

Насіння кукурудзи намочують у воді доти, доки воно не набубнявіє, а потім виготовляють зрізи, які вивчають під мікроскопом. Зовні насінина вкрита шкіркою, яка зрослася з оплоднем, ніби утворюючи єдине ціле. В насінині (рис. 103) добре помітні клітини ендосперму та зародка. В шкірці виділяється білковий, або алейроновий шар, який складається з клітин, виповнених білковими речовинами. В зародку помітні щиток, молодий корінець, кореневий чохлик, зачатки листочків.

Препарат. Будова плоду та насінини дуба - жолудя (Quercus robur L.)

Плід у дуба своєю основою сидить в плюсці, яка всередині гладенька, а зовні вкрита тупими виростами. Під мікроскопом видно, що зовнішній шар оплодня на поперечному зрізі складається з плодової та насінної оболонок.

Рис. 104. Поперечний зріз оболонки жолудя дуба:

А - плодова оболонка: 1 - шкірка, 2 - шари кам’янистих клітин, 3 - тонкостінні клітини.

Б - насінна оболонка: 1 - тонкостінні клітини з судинними пучками, 2 - ендодерма

У плодовій оболонці (рис. 104, А) помітна шкірка, що складається з одного шару клітин, які мають дуже потовщені стінки і позбавлені внутрішнього вмісту; зовні шкірка вкрита кутикулою. Під шкіркою залягає шар кам’янистих клітин з дуже потовщеними стінками та помітними каналами. Потім іде шар тонкостінних багатокутних клітин, які мають дуже тоненькі стінки. З ними чергуються вузькі та довгі клітини. В цій тканині трапляються перерізи судинних пучків плоду, а також окремі групи клітин та невеличкі групи клітин з порами. У цьому шарі є клітини, що містять кристали щавлевокислого кальцію, а також ті, що мають рештки

цитоплазматичного вмісту, дубильні речовини, крохмаль та вже знебарвлені хлоропласти.

Внутрішня шкірка, або насінна оболонка (рис. 104, Б) побудована з видовжених клітин, які утворюють кілька шарів. Клітинні стінки цих клітин ніжні й тоненькі. У цій тканині добре помітні судинні пучки. Під шкіркою залягає зародок, а від ендосперму залишається лише кілька рядів клітин. В зародку, який лежить між сім’ядолями, помітні зачаткові листочки та корінці.

Що ж до сім’ядоль, то на поперечному зрізі вони мають вигляд півкругів і стикаються між собою верхніми поверхнями. Поверхня вкрита шкіркою, що складається з кубічних або злегка витягнутих перпендикулярно до поверхні клітин, в яких багато зернистої цитоплазми. В інших клітинах є різні речовини, а саме: крохмаль, дубильні речовини, олія. Зазначена тканина пронизана судинними пучками.

Препарат. Будова насінини липи серцелистої (Tilia cordata Mill.)

Рис. 105. Будова насінини липи:

А - зовнішній вигляд: 1 - рубчик, 2 - мікропіле;

Б - на поздовжньому зрізі: 1 - оболонка, 2 - ендосперм, 3 - зародок, 4 - сім’ядолі;

В - сім’ядоля у розправленому стані

Насінина липи розвивається в середині плоду, який називається горішком. На поздовжньому зрізі насінини липи (рис. 105, А) зверху помітно рубчик, а внизу - мікропіле. На зрізі також видно (рис. 105, Б) оболонку, ендосперм та зародок із складеними та зім’ятими сім’ядолями. Що ж до оплодня, то він побудований з товстостінних клітин, в яких немає клітинного вмісту.

Покриви насінини складаються з шарів клітин, що створюють насінну шкірку. Зовнішній шар має кутикулу, під якою залягають два або три шари клітин з великими міжклітинниками. Клітинні стінки мають великі потовщення, які заповнюють усю клітинну порожнину. Внутрішня маса, що утворилася внаслідок потовщення, має бурий колір; для неї властива реакція, характерна для суберину, який просочує клітинні стінки корка.

Під цим шаром помітні клітини, які мають кристали щавлевокислого кальцію, а потім іде шар безбарвних клітин, які мають видовжену форму й нагадують клітини палісадної паренхіми листка. Клітини цього шару мають потовщення, які починаються біля основи, відсуваючи таким чином ядро та клітинний вміст вгору. В таких клітинах порожнини немає, від неї залишається вгорі невеличка щілина. Впоперек клітин помітна темна смужка клітин, виповнених циплазмою, а над нею зверху йде світла смужка, яка утворюється внаслідок ущільнення в цьому місці стінок. Над цією смужкою оболонка складається з целюлози.

Під шаром стовпчастих клітин помітно кілька рядів паренхімних клітин бурого кольору, а в самих клітинах кристали щавлевокислого кальцію. Далі йде оболонка насінини, вкрита кутикулою. Кутикула захищає зародок та ендосперм від проникання води. В самому ендоспермі, як запасні речовини, відкладаються олії та білкові сполуки у вигляді алейронових зерен, а крохмалю немає.

Препарат. Будова насінини гороху посівного (Pisum sativum (L.) Cov.)

Насіння гороху намочують у воді доти, доки воно набубнявіє. Потім з насінини знімають шкірку, яка утворилася з покривів та решток ядра насінного зачатка. Поверхня шкірки насінини гороху гладенька і складається з видовжених клітин з товстими стінками. Зверху вона вкрита епідермою. Клітини зовнішнього шару шкірки утворюють палісадну епідерму. У ній помітні пігменти, а в молодій горошині навіть хлоропласти, які зберігаються протягом довгого часу. Рубчики, які утворюються при визріванні насіння та виділенні його з плоду, бувають різної форми. Біля рубчика є мікропілярний отвір, біля якого міститься кінчик кореня зародка.

Під шкіркою лежать сім’ядолі. Коли їх розсунути, то можна помітити корінець та бруньку зародка. Самі сім’ядолі прикріплені до підсім’ядольного коліна.

Виготовивши зріз сім’ядолі, його кладуть на предметне скло й обробляють розчином йоду в йодистому калії. Можна помітити великі зерна крохмалю, які мають еліптичну, овальну або округлу форму. В зернах помітна шаруватість та центральна щілина. Сім’ядолі складаються з паренхімних клітин, які утворюють запасаючу тканину. Стінки клітин дуже потовщені. В них є ядра, які можна виявити лише за спеціального фарбування, наприклад метиленовою зеленню з оцтовою кислотою. В цих же клітинах є дуже багато алейронових зерен. Від йоду алейронові зерна забарвлюються в золотистий колір.

Щоб розрізнити крохмальні та алейронові зерна, можна також пофарбувати препарат карміном з бурою, а потім промити. Після цього крохмальні зерна залишаються незабарвленими, а алейронові - забарвлюються в червоний колір.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Назвіть основні частини насінини та органи зародка.

2. Яка будова та значення насінного зачатка?

3. Які функції виконує насіннєва шкірка?

4. Які функції сім’ядолей?

5. В яких частинах насінини можуть накопичуватися запасні поживні речовини?

6. Які функції виконують щиток, колеоптиль та колеориза?

7. Чим відрізняються насінини однодольних і дводольних рослин?