Практические работы «Биологические особенности листостебельных мхов»

 Практические работы

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫХ МХОВ

В данном материале использована статья А.П. Дьяченко, кандидата биологических наук. Из журнала “Биология в школе” № 3, за 1990г.

 МЕСТО ОБИТАНИЯ.

 На болотах и заболоченных местах часто встречаются сфагнум, аулакомниум, политрихум обыкновенный (кукушкин лен), мниум, каллиергон ; на лесной ючве - мниум, гилокомиум, плеврозиум, птилиум (страусово перо), дикранум, брахи ециум, родобриум; на гниющих пнях, стволах и комлях деревьев - полия, птилиум, дрепанокладус крючковатый, брахите-циум; у основания живых деревьев - дрепанокладус крючковатый, плагиотециум, полия; на заброшенных кострищах и глинистой почве - фунария, бриум; на сухих каменистых склонах и скалах - политрихум можжевелоподобный, гриммия, туидиум, ракомитриум шерстистый Собранные мхи помещают в бумажные конверты или пакеты, в которых их высушивают и хранят. Более подробно с методикой сбора, сушки хранения мохообразных можно

РАБОТА 1. РАЗНООБРАЗИЕ ВНЕШНЕГО ВИДА И СТРОЕНИЯ МХОВ.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. Коллекция сухих мхов, лупа, пинцет, чашка Петри или блюдце, фильтровальная бумага или промокашка, белая плотная > у мага (например, альбомные листы)

ХОД РАБОТЫ. Предварительно размоченные мхи (размачивают их около 10 минут в теплой воде, налитой в фотографическую ванночку или другую плоскую и широкую посуду) раздают учащимся в чашках Петри или блюдцах с водой по одному экземпляру каждого вида на парту. Влажные стебельки слегка обсуп ивают промокашкой, затем раскладывают их на листе белой бумаги и нумеруют в том порядке, в каком они перечислены выше.

Прежде всего, надо обратить внимание ребят на большие различия в размерах и внешнем облике мхов. После этого приступают к анализу внешнего строения каждого вида.

СФАГНУМ имеет вертикально стоящий стебель, вдоль которого пччками расположены боковые ветви. В каждом пучке есть свисающие и отстоящие вегочки. Свисающие постепенно утончаются к верхушке. Они плотно прижаты к стеблю и помогают ему в проведении воды. Отстоящие веточки смыкаются с соседними растениями и могут забирать у них излишки воды Благодаря этому в плотной сфагновой дерновинке вода равномерно распределяется между всеми растениями

по Чем ближе к верхушке, тем меньше расстояние между пучками ветвей, на самом верху стебля они скручиваются в головку, на некоторых веточках которой развиваются спорогоны. Общую схему ветвления сфагнума надо зарисовать.

ДИКРАНУМ, М1ШУМ, РОДОБРИУМ, БРИ УМ И ГРИММИЯ имеют вертикально стоящие побеги, которые могут быть неветвящимися, а могут вильчато или пучковидно ветвиться. Спорогоны у таких мхов всегда развиваются на верхушках побегов, поэтому они называются верхоплодными.

ПЛЕВРОЗИУМ, РИТИДИАДЕЛЬФУС, ДРЕПАНОКЛАДУС, ТУИДИУМ имеют главный стелющийся побег, от которого вправо и влево отходят сравнительно короткие боковые веточки. Такой тип ветвления называется перистым. У названных мхов спорогоны развиваются на особых, сильно укороченных боковых веточках далеко от верхушки главного побега, поэтому их называют бокоплодными. Боколоплодные мхи очень выносливы, так как у них каждая веточка прижимается к субстрату, получая от него влагу и тепло.

А вот ГИЛОКОМИУМ И КЛИМАЦИУМ, хотя и являются бокоплодными мхами, облик имеют не совсем обычный. Упервого вида выделяются этажи роста. В первый год растение выглядит как типичный боколоплодный мох с дважды или трижды перисто разветвленным стеблем. За лето его обг оняют в росте и затеняют другие, более высокие мхи. Следующей весной гилокомиум образует побег, поднимающийся вверх на 2-3 см, и на этом новом уровне он многократно перисто ветвится. На третий год вырастает третий этаж и т. д. За такой оригинальный способ роста ботаники называют гилокомиум этажчатым мхом.

Климадиум вообще не стелется по земле. Он превратился в подобие маленького деревца.

 РАБОТА 2. ОСОБЕНННОСТИ ВНЕШНЕГО СТРОЕНИЯ ЛИСТЬЕВ МХОВ.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. Коллекция сухих мхов, микроскоп, пин пег с тонкими концами, две препаровальные иглы, предметное и покровное стекло, 1 ашка Петри или блюдце с водой, марлевая или ситцевая салфетка для протирания стеко..

ХОД РАБОТЫ. Последовательно размачивают в кипяченой воде мхи и готовят препараты их листьев. Для этого пинцетом захватывают верхушки листьев и осторожно тянут их в сторону основания стебля. Если верхушки обрываются, можно применить другой метод, срезать листья под основание кончиком препаровальной иглы 3-4 отделенных листа помешают в каплю воды на предметное стекло, равномерно распределяют их иглой (чтобы они не налегали друг на друга) и накрывают покровным стеклом. Готовый препарат рассматривают при малом увеличении (8*4 или 8*7) и зарисовывают внешний вид листьев.. При этом обращают внимание на их форму, наличие или отсутствие жилки, зубчиков и другие морфологические особенности. ДИКРАНУМ. Лист линейный с простой жилкой, в верхней части листа - зубчики.

БРИУМ. Лист овальный или яйцевидный, заостренный, с простой жилкой.

МНИУМ. Листья крупные, эллиптические или округлые, обычно с зубчатыми кр:1ями и простой жилкой.

АУЛАКОМНИУМ. Лист линейно-ланцетный, с простой жилкой и зубчатой верхушкой.

РАКОМИТРИУМ. Листья с эллиптическим основанием, длинно заостренные, с простой жилкой и бесцветной, сильно зубчатой верхушкой.

КАЛЛИЕРГОН. Листья яйцевидные с простой жилкой.

БРАХИТЕЦИУМ. Лист яйцевидно-ланцетнный, жилка простая.

ПЛАГИОТЕЦИУМ. Листья несимметричны, продол говато-оваль 1 ые, короткозаостренные, в верхушке мелкозубчатые, с короткой двойной жилкой.

ТУИДИУМ. Листья серцевидные, с вытянутой верхушкой, жилка простая.

ДРЕПАНОКЛАДУС. Лист многократно п|х>дольно складчатый, с простой жилкой, верхушка зубчатая. По форме лист напоминает серп.

ГИПНУМ. Лист серповидный, согнутый, без жилки(или очень короткой двойной). ПЛЕВРОЗИУМ. Листья яйцевидные, жилка короткая и двойная. Обратите внимание на два момента. Резко отличающиеся по форме листья различных мхов одинаково хорошо осуществляют свою основную функцию- фотосинтез. Доказательством тому является сам факт существования и процветания мхов с таким разнообразным листовым аппаратом.

У всех мхов листья сидячие, т. е. не имеют черешка.

 РАБОТА 3.ОСОБЕННОСТИ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ ЛИСТЬЕВ МХОВ.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ те же, что и для работы 2.

ХОД РАБОТЫ тот же. Готовые препараты рассматривают под большим увеличением(40*7, 40*10, 40*15) и зарисовывают форму четырех-пяти кметок, составляющих центральную часть пластинки Отмечают наличие папилл, утолщений оболочек в углах клеток и другие особенности клеточного строения. Затем изучают клеточную сеть верхушки, основания и края листа. У многих мхов клетки этих частей листа существенно отличаются от клеток середины. Если такие зоны с особым клеточным строением будут выявлены, необходимо зарисовать несколько клеток каждой зоны и соответствующим образом подписать их.

ДИКРАНУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки квадратные, прямоугольные или вытянутые, часто с пористыми стенками. В углах основания листа клетки более крупные, буроватые. Между ними и жилкой имеется группа тонкостенных прозрачных клеток.

БРИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки вытянутошестиугольные до ромбических, с превышением длины над шириной не более чем в 2-4 раза По краю листа часто имеется кайма из нескольких рядов сильно вытянутых клеток с толстыми стенками.

АУЛАКОМНИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки одинаковые в длину и ширину, с сильно утолщенными в углах оболочками и с крупными одиночными папиллами над клеточным просветом.

РАКОМИТРИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки прямоугольные и удлиненные, с выемчато-утолщенными стенками, по краю листа-квадратные. КАЛЛИЕРГОН. Листовая пластинка однослойная, клетки линейные, тонкостенные. В углах основания листа расширенные, удлиненно-многоугольные, часто бесцветные клетки образуют обособленную группу-ушко.

БРАХИТЕЦИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки линейные, в углах основания-квадратные и прямоугольные.

ПЛАГИОТЕЦИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки линейные, тонкостенные, в углах основания-шире и короче

ТУИДИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки продолговатошестисторончие, с утолщенными стенками и крупными папиллами над просветами клеток. ДРЕПАНОКЛАДУС. Листовая пластинка однослойная, клетки линейные, в углах основания-ушки из квадратных и округлошестиугольных тонкостенных клеток. ГИПНУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки линейные, в углах основания листа—ушки из квадратных клеток.

ПЛЕВРОЗИУМ. Листовая пластинка однослойная, клетки линейные, слегка извилистые, в углах основания, толстостенные.

Обратите внимание ребят на то, что листовая пластинка всех мхов образована одним слоем клеток. Форма клеток листа чрезвычайно разнообразна, причем у верхоплодных мхов преобладают клетки с длиной, примерно равной ширине, тогда как для бокоплодных обычны линейные клетки.

В заключение приготовьте и рассмотрите препарат листьев мниума. У представителей этого рода длина и ширина листовых клеток одинаковы, часто имеются кайма и зубчики. Однослойная листовая пластинка этого растения достаточно прозрачна, и в составляющих ее клетках ясно видны зеленые хлоропласты. Прочитайте, сколько в среднем хлоропластов приходится на одну клетку.

 РАБОТА 4.ПОГЛОЩЕНИЕ И ПРОВЕДЕНИЕ ВОДЫ НЕКОТОРЫМИ МХАМИ.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. Дерновинки сухого политрихума, сфш нума и дикранума(или аулакомниума), весы с разновесами, секундомер или часы лупа, пинцет, чашка Петри или блюдце с водой, фильтровальная бумага, нитки, постоянные или глицериновые препараты поперечного среза стеблей политрихума, сфагнума и дикранума(или аулакомниума). Желательно подбирать виды сфагнумов лучше других подходит дикранум многоножковый.

ХОД РАБОТЫ.

Рассмотрите под малым, а затем большим увеличением поперечный срез стебля политрихума. Обратите внимание на наличие в центре стебля настоящего проводящего пучка. Зарисуйте препарат, обозначив проводя щий пучок.

Отделите от сухой сфагновой дерновинки один стебелек длиной не менее 5см, перевяжите его нитками у основания, а также под верхушкой и опустите нижний конец в блюдце с водой. Наблюдайте в лупу за передвижением воды по наружным слоям клеток стебелька. Установите время, за которое вода пройдет от нижней перевязки до верхней. Измерьте с точностью до 1мм расстояние между перевязками. Рассчитайте скорость перемещения воды по стеблю сфагнума Рассмотрите на постоянном препарате поперечный срез стебля сфагнума. Обратите внимание на несколько слоев крупных, мертвых и пустых клеток, покрывающих стебель снаружи. Именно по этим клеткам поднимается вверх по стеблю вода. Зарисуйте препарат, обозначив гиалодермис.

Рассмотрите в лупу серый или бурый войлок, покрывающий стебелек дикрану ма или аулакомниума почти до самой верхушки. Этот войлок-сплетение ризоидов, тонких выростов поверхностных клеток стебля. Ризоиды в нижней части стебля прикрепляют растение к почве и поглащают из нее влагу. Вышерасположенные ризоиды помогают стеблю поднимать воду к листьям .

Рассмотрите под малым, а затем под большим увеличением поперечный срез стебля дикранума(или аулакомниума) . Убедитесь, что в центре имеется слабо ра витый проводящий пучок.

 РАБОТА 5. СРОХРАНЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОЙ МХАМИ ВОДЫ.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. Сухая дерновинка гриммии площадью не менее 9см, весы с разновесами, чашка Петри или блюдце с водой (2шт.), пинцет, пульверизатор с водой, препаровальная игла, стакан, фильтровальная бумага, сал<|>етка. ХОД РАБОТЫ. Дерновинку гриммии расчленяют три примерно равные части. Две из них помещают в блюдце с водой. Когда они пропитаются водой, их вынимают и помещают на фильтровальную бумагу на 10-15 сек, для того чтобы удалить излишки влаги. Затем оба кусочка взвешивают с точностью до 10 мг и от большего фрагмента отделяют один за другим несколько стебельков до тех пор, пока его вес не сравняется с весом меньшей части. После этого одну из взвешенных частей помещают на сухое блюдце целиком, а другую предварительно расчленив на отдельные стебельки. Оставляют их на 15 мин.

В это время проводят второй эксперимент Перед его проведением обсуждают два вопроса.

на прошлом занятии вы убедились, что у мхов имеются особые поглощения воды. Назовите их. (Проводящий пучок, гиалодермис, ризоидный войлок.)

многие мхи не имеют таких приспособлений, но тем не менее хорошо поглощают капельки дождя, росы, тумана. Как это происходит?

Если звучит правильный ответ, учитель говорит: «давайте проверим!» если школьники молчат или отвечают неправильно, учитель предлагает: «давайте посмотрим, как это происходит!»

Рассматривают в лупу третью, сухую часть дерновинки и убеждаются в том, что листья легко крошатся и ломаются при попытке отогнуть их препаровальной иглой. Обильно опрыскивают дерновинку из пульверизатора, имитируя моросящий дождь, переносят мох на сухое блюдце и накрывают стаканом.

На этом этапе опыт прерывают и проводят взвешивание, завершающее первый эксперимент, результаты записывают в заранее подготовленную таблицу.

Количество воды, испарившейся за 15 мин, находят по формуле РЗ=Р1-Р2. убежд аются в том, что нерасчлененная дерновинка потеряла в весе значительно меньше, чем расчлененная.

 РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СКОРОСТЬЮ ПОТЕРИ ВОДЫ ЦЕЛЬЮ И РАСЧЛЕННОЙ ДЕРНОВИНКАМИ ГРИММИИ

После завершения первого опыта извлекают из-под стакана и вновь рассматривают опрысканную водой дерновинку. Констатируют, что листья напитались влагой и стали эластичными.

 РАБОТА 6. ГИГРОСКОПИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ МХОВ.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. Сухие дерновинки фунарии пирометрической, дрепанокладуса крючковатого и туидиума елеобразного, секундомер или часы, лупа, предметное стекло, чашка Петри или блюдце с водой, пипетка, пластырь или изолента. ХОД РАБОТЫ.

1.рассмотрите в лупу стебелек туидиума. Обратит е внимание на то, что листочки плотно прижаты к стеблю, положите сухой стебелек в блюдцес водой. Утопите его и дайте намокнуть. Не вынимая из воды, вновь рассмотрите в лупу. При намокании клетки листа изменяют свою форму, лист отгибается, принимая удобное для фотосинтеза расположение. Зарисуйте увиденное.

2. рассмотрите в лупу зубчатую окраину(перистом)коробочки дрепанокладуса. Убедитесь в том что зубцы отогнуты наружу от центра коробочки, и выход из нее свободен.

3.Поместите спорогон в блюдце с водой и дайте ему намокнуть. При повторном рассмотрении ясно видно, что зубцы сомкнулись верхушками, закрыв выход из коробочки. Причиной, обусловливающей гигроскопическое движение листьев и зубцов окраины, является изменение формы клеток при их намокании и высыхании. Зарисуйте.

4.положите на предметное стекло стебелек фунарии вместе со спорогоном. Зафиксируйте постоянное положение стебелька, приклеив его основание к стеклу пластырем, клейкой бумагой или прижав пальцем. Обильно смочите водой из пипетки ножку спорогона от коробочки до основания. После того как коробочка начнет поворачиваться на своей ножке, засеките время, за которое она сделает полный оборот.

В данном материале использована статья А.П. Дьяченко, кандидата биологических наук. Из журнала “Биология в школе” № 3, за 1990г.

Некоторые виды мхов.

1-дикранум многоножковый,

2-родобриум 3-гриммия,

4-фунария, 5-полия,6-аулакомниум болотный,

7-каллиергон. 8-ритидиадельфус,

9-ракомитриум шерстистый, 10-гипнум, 10-гипнум

11-плагиотециум, 12-плеврозиум, 13-птилиум, 14-дрепанокладус. 15-климациум, 16-мниум, 17-туидиум, 18-брахитециум,19-гиликомиум