Ботаніка - Б.Є. Якубенко 2017

Частина третя. Царство рослини (Planthae)
Розділ VІІ. Систематика вищих рослин
Лабораторне заняття Тема 12.34. Клас папоротевидні, або поліподіопсиди (Роlyроdiopsida). Підклас поліподієві, або рівноспорові (Роlyроdіаlеs)

Сучасні папороті відомі з карбону. Здебільшого це багаторічні рослини: деревні форми відомі у тропіках, а в умовах помірного клімату — трав’яні рослини з підземним стеблом — кореневищем і різноманітними листками, що равликоподібно закручуються у бруньці. Рівноспорові, рідше різноспорові рослини. Спорангії зібрані у соруси, мають кільце для розкривання. Гаметофіти наземні, зелені: у рівноспорових — двостатеві, у різноспорових — одностатеві, різностатеві, редуковані.

Сучасні папороті включають три групи порядків: поліподієві (Роlyроdіаlеs), марсилієві (Маrsileales) та сальвінієві (Salviniales). У сучасному рослинному покриві, в тому числі й України, найпоширеніші поліподієві. Це сучасні рівноспорові папороті, серед яких багато декоративних видів.

Мало поширені у флорі України марсилієві і сальвінієві Це водні різноспорові рослини, які утворюють два типи спор — мікро- і мегаспори.

Об’єкт: порядок — поліподієві (Роlуроdiales), представник — щитник дріоптерис) чоловічий , або чоловіча папороть (Dryopteris filix-mas (L.) Schott.)

Завдання: 1. Вивчіть і зарисуйте загальний вигляд спорофіта чоловічої папороті.

2. Вивчіть частку листка (вайї) із сорусами у відображеному світлі.

3. Вивчіть анатомічну будову поперечного зрізу частки вайї із сорусами.

4. Вивчіть і зарисуйте будову заростка чоловічої папороті.

Обладнання і матеріали: мікроскопи МБР-1 або Біолам, лупи, гербарний матеріал папоротей, препарати, інше приладдя.

Макроскопічне дослідження спорофіта щитника чоловічого. Загальну будову спорофіта щитника чоловічого розгляньте на гербарному або живому матеріалі. Зверніть увагу на міцне здерев’яніле кореневище, що несе пучок великих двічіпірчастих листків — вай. Від кореневища вниз відходять численні додаткові корені. Зарисуйте загальний вигляд рослини і покажіть кореневище, додаткові корені, листки стеблового походження — вайї (рис. 92). У деяких екземплярів знайдіть молоді листочки, переконайтеся, що вони равликоподібно згорнуті.

Макроскопічне дослідження частки вайі із сорусами. За допомогою лупи або за малого збільшення мікроскопа старанно розгляньте частки (дольки) вайї знайдіть з нижнього боку сітку жилок. Зверніть увагу на правильність розміщення сорусів по відношенню до центральної жилки частки другого порядку галуження. Самі соруси коричнюватого забарвлення. Зверху прикриті прозорим покривальцем — індузієм певної форми (у нашому випадку ниркоподібної). Якщо придивитися, то побачите, що з-під покривальця виглядають численні спорангії з кільцем бурих потовщених клітин, які називають гребінцем. Зарисуйте частку листка і покажіть на рисунку сорус, покривальце, спорангій, жилкування частки вайї.

Методика виготовлення препарату поперечного зрізу соруса папороті. Для цього можна скористатись як готовим, так і самостійно виготовленим препаратом. Щоб виготовити препарат, приготуйте предметне скло і покривне скельце, ретельно протріть їх. Предметне скло покладіть упоперек на пенал та нанесіть на нього краплину води. Потім візьміть серцевину бузини й зробіть у ній поздовжній розріз на глибину 1,5—2 см. У цей розріз устроміть шматочок надрізаної вайї із сорусами, затисніть серцевину.

Поверхню вирівняйте і зробіть кілька пробних зрізів. Після цього зробіть серію тонких зрізів. Серед них за допомогою лупи або за малого збільшення мікроскопа відберіть кілька найкращих зрізів і покладіть у краплину води. Обов’язковою умовою для препарату є те, щоб зріз був зроблений через сорус. Об’єкт накрийте покривним скельцем. Надлишок води відберіть за допомогою фільтрувального паперу. Препарат закріпіть затискачами.

Мікроскопічне дослідження препарату соруса. Використовуючи мале і велике збільшення мікроскопа, вивчіть препарат поперечного зрізу через сорус. В альбомі зарисуйте його будову. На препараті ви бачите, що зріз зроблений і через листкову пластинку. У ній можна розрізнити верхній і нижній епідерміси та мезофіл, розміщений між епідермісами. Від нижнього епідермісу відходить чи розростається сорус. У ньому виділяється нижня здута частина, яка називається плацентою. До неї прикріплюються численні спорангії на довгих тонких ніжках, які ви бачили за макроскопічного дослідження. Посередині від плаценти підноситься багатошарова коротенька ніжка, яка на верхівці розростається на прозоре покривальце — індузій. Саме індузій прикриває і захищає спорангії, особливо в молодому стані.

Окремо роздивіться і зарисуйте великим планом спорангій. Від плаценти на довгих вигнутих циліндричних ніжках відходять спорангії, які складаються з 2—3 рядів безбарвних клітин. Усі ці спорангії двічівипуклі, округлі, посередині їх проходить механічне кільце клітин. Ви його легко впізнаєте за характером потовщення клітинних оболонок: радіальні і внутрішня тангентальна — потовщені, а зовнішня тангентальна залишається не потовщеною. Механічне кільце, або гребінець не суцільне.

Рисунок 92. Цикл розвитку щитника чоловічого:

а — спорофіт; б — частина вайї з сорусами; в — поперечний розріз вайї із сорусами; г — спорангії; д — спора; е — протонема; є — заросток (гаметофіт);

ж — антеридій; з — архегоній; і — молодий спорофіт; 1 — Плацента; 2 — індузій;

3 — спорангій; 4 — ніжка спорангія; 5 — кільце потовщення; 6 — ризоїди;

7 — антеридії; 8 - архегоній

і

Частина спорангію не покрита механічним кільцем. Це тонкостінна частку кільцевої ділянки. ЇЇ називають стоміум. Саме по ньому відбувається розрив спорангію та його розкриття. Через виниклий розрив висіваються спори. Закінчивши дослідження поперечного зрізу частки вайї з сорусами, на рисунку покажіть: верхній і нижній епідерміси, мезофіл, плаценту, індузій, спорангій, гребінець, стоміум, ніжку, тіло спорангію, спори.

Мікроскопічне дослідження препарату заростка папороті. На готовому препараті заростка чоловічої папороті ретельно розгляньте його будову спочатку за малого, а потім за великого збільшення мікроскопа. Заросток має вигляд серцеподібної пластинки величиною менше однієї копійки. Серединна частина заростка багатошарова, а до країв стоншується до 1—2 шарів клітин. Від нижньої частини знизу відходять численні ризоїди, за допомогою яких він прикріплюється до субстрату. Серед ризоїдів видно мішкоподібні антеридії з інтенсивнішим забарвленням. У верхній частині, ближче до виїмки, у багатоклітинну тканину занурені архегонії, від яких назовні виглядають тоненькі шийки архегоніїв. Зарисуйте заросток великим планом і покажіть на рисунку названі складові частини.

Висновок. Сучасні папороті — це здебільшого багаторічні трав’яні рослини, що мають стебло, додаткові корені, листки теломного походження. Спори зазвичай формуються у спорангіях, зібраних у соруси. Гаметофіти двостатеві, хлорофілоносні, однорічні.

Запитання для самоконтролю

1. На які класи поділяються папоротеподібні?

2. Де утворюються спори у щитника чоловічого?

3. Назвіть складові частини соруса і спорангія.

4. З чого розвивається гаметофіт і яка його будова?

5. Назвіть основні стадії циклу розвитку щитника чоловічого.

6. Назвіть складові частини спорофіта й окремо гаметофіта.

7. До чого прикріплюються спорангії у сорусі?

8. Що сприяє розкриванню спорангію і висіванню спор?

9. Чи потрібне краплинно-рідинне середовище для процесу Запліднення?