Мікроскопічні дослідження жіночої і чоловічої шишечок.

Користуючись фіксованим матеріалом, відділіть пінцетом від групи чоловічих шишечок одну. Покладіть на предметне скло і розгляньте під лупою. Голочкою добудьте пилок, покладіть на предметне скло, накрийте покривним скельцем і помістіть

під мале, а потім під велике збільшення мікроскопа. У полі зору видно, що кожна пилинка має дві оболонки: зовнішню — екзину і внутрішню— інтину (рис. 100). З боків пилинки помітні два повітряних мішки, які сприяють поширенню пилку. Всередині пилинки досить помітним є ядро. А якщо пошукати пилинки, близькі до проростання, то у них можна відшукати два ядра — вегетативне і генеративне, останнє розміщується поблизу оболонки. Вегетативне ядро бере участь в утворенні пилкової трубки, а генеративне — в утворенні чоловічих гамет — сперміїв.

Рис. 99. Насінна лусочка жіночої шишечки: а — загальний вигляд жіночої шишечки; б — вигляд знизу; в — вигляд зверху; 1 — мегаспорофіли; 2 — видозмінені листочки; 3 — вісь шишечки; 4 — насінна лу­ска; 5 — насінний зачаток; 6 — покривна лусочка

На готових постійних препаратах поздовжнього розрізу чоловічої шишечки добре видно її мікроскопічну будову. Помістивши препарат під мале збільшення мікроскопа, видно, що шишечка складається з осі, до якої прикріплюються мікроспорофіли із спорангіями. На спорангіях помітні мікроспори жовтого кольору (рис. 101). Зарисуйте поздовжній розріз чоловічої шишечки і стрілочками покажіть вісь шишечки, мікроспорофіли, мікроспорангії з мікроспорами.

Жіночу шишечку більш детально можна вивчити на постійному препараті її поздовжнього розрізу. Помістивши препарат під мале збільшення мікроскопа, видно, що жіноча шишечка має вісь і два типи лусок: покривну лусочку, а в її пазусі — насінну лусочку із насінними зачатками. Перевіривши мікроскоп на велике збільшення, можна краще розглянути розміщення насінних зачатків. Але детальну будову

7

1

в

Рис. 100. Будова мікроспори (пилинки): а - будова пилинки; б - проростаюча пилинка; 1 - ек­зина; 2 - проталіальні клітини; 3 - антеридіальна клітина; 4 - вегетативна клітина; 5 - повітряний мішок; 6 - інтина; 7 - ядро стерильної клітини базальної; 8 - яд­ро спермагенної (генеративної) клітини; 9 - ядро веге­тативної клітини; 10 - пилкова трубочка

насінного зачатка можна вивчити, користуючись рисунками і таблицями (рис. 102). Насінний зачаток сосни складається з інтегумента і нуцелуса. Нуцелус — це гомолог мегаспорангію, він має яйцеподібну форму і почасти зростається з інтегументом. Лише верхівка, що звернена до осі шишечки, вільна. Там інтегумент утворює мікропіле (пилковхід). Молодий нуцелус складається з диплоїдних клітин, одна з яких через деякий час перетворюється в мегаспороцит, який має здатність до мейотичного поділу. З нього утворюються чотири лінійних мегаспори, три з яких дегенерують, а одна — проростає в багатоклітинний жіночий гаметофіт — первинний ендосперм із двома архегоніями на верхівці. Зарисуйте схему будови насінного зачатка і стрілочками

Рис. 101. Чоловіча шишечка: а - чоловіча шишечка у розрізі; б - мікроспорофіл у плані; в - мікро- спорофіл у розрізі; 1 - вісь; 2 - мікроспорофіл; 3 - мікро- спорангій; 4 - видозмінені лис­точки; 5 - остов; 6 - козирок; 7 - ніжка; 8 - мікроспори (пилок)

покажіть: інтегумент, мікропіле, нуцелус, жіночий гаметофіт, архегонії. Таким чином, вивчивши будову спороносних органів сосни, можна зробити висновок, що пилок сосни — це дуже редукований недорозвинутий чоловічий гаметофіт, що розвивається всередині мікроспори, а жіночий гаметофіт — це первинний ендосперм, що розвивається в нуцелусі. Вітром пилок переноситься на насінний зачаток і вже там відбувається остаточний розвиток чоловічого гаметофіта. Наступної весни пилок, що потрапив на насінний зачаток, проростає. Його вегетативна клітина разом з інтиною утворюють пилкову трубку, ядро антеридіальної клітини проникає в трубку і вже там ділиться мітозом на генеративну клітину і клітинну ніжку. Утворення із генеративної клітини двох сперміїв відбувається перед заплідненням. Пилкова трубка вростає через мікропіле в нуцелус і досягає жіночого гаметофіта, де один із сперміїв запліднює яйцеклітину. Із зиготи потім розвивається зародок, а насінний зачаток перетворюється у насінну. Сформована насінина поєднує у собі подвійну природу — гаметофіта (гаплоїдний первинний ендосперм) і спорофіта (диплоїдний зародок).

Рис. 102. Схема будови насінного за­чатка: 1 — мікропіле; 2 — інте- гументи; 3 — нуцелус; 4 — проростаюча пилкова труб­ка; 5—спермій; б—архегоній; 7—яй­цеклітина; 8 — жіночий гаметофіт (первинний ендосперм)

Дослідження насінини сосни. Препарат насінини сосни можна самостійно приготувати під час заняття. Для цього гострим скальпелем або лезом обережно зробіть поздовжній розріз насінини. Одну з половинок або тоненький зріз помістіть на предметне скло і розгляньте за допомогою лупи або малого збільшення мікроскопа. На зрізі побачите зовні тоненьку коричнювату насінну шкірку, яка оточує білуватий маслянистий первинний ендосперм. У ньому посередині розміщується зародок із кількома сім’ядолями, що прикривають брунечку. При ретельному вивченні насінини ви побачите також підвісок, за допомогою якого кріпиться зародок (рис. 103).

Рис. 103. Насінина сосни: а — загальний вигляд; б — насінина у розрізі: 1 — кри­латка; 2 — власне насінина; а — насінна шкірочка; 4 — сім'ядоля; 5 — брунечка; 6 — підсім'ядольне коліно; 7 — зародковий корінець; 8 —кореневий чохлик; 9 — масля­нистий ендосперм; 10 — зародок

Висновок. Голонасінні — найдавніші насінні рослини. Це вічнозелені, рідко листопадні дерева та кущі, а ще рідше ліани (гнетум). Вони розвивалися за двома гілками еволюції — мікрофільною (хвойні) та макрофільною (насінні папороті, саговники). У насінному зачатку один мегаспорангїй (нуцелус), оточений інтегументом. Насінні зачатки розміщуються на насінних лусках жіночих шишечок. Мікроспори та пилок утворюються в чоловічих шишечках. Розвиток жіночого гаметофіту, запліднення і початкові стадії розвитку спорофіта відбуваються в середині насінного зачатка і насінини, що є кроком уперед порівняно із зовнішнім заплідненням у папоротеподібних. Відділ включає шість класів сучасних і викопних рослин, більшість із 650 видів яких належать до класу хвойних.

 

Тести для самоконтролю

1. Які органи спороношення є у сосни звичайної і як вони розвиваються?

2. Назвіть складові частини спори і що з них розвивається?

3. Де розвивається жіночий гаметофіт сосни і який шлях його формування?

4. Які типи пагонів вами виявлені у сосни звичайної?

5. Який представник голонасінних росте у пустелях Африки?

6. На які класи ділиться відділ голонасінних?

7. У яких викопних голонасінних була двостатева шишечка?

8. Назвіть представників відділу, в яких уже немає архегоніїв.

9. Назвіть складові частини насінини і зародка сосни.

10. Чому голонасінні належать до архегоніальних рослин?