Особенности строения клеток листьев у сфагнума. Лабораторная работа на тему: "Строение мха сфагнума"

Этот порядок состоит из одного семейства Sphagnaceae с единственным родом Sphagnum, охватывающим свыше 300 видов, из-них во флоре Советского Союза насчитывается более 40 видов. Сфагнум относится к числу характерных ландшафтных растений. Он образует обширные массивы на торфяных болотах и зарастающих озерах. Менее значительные, но сплошные, как ковер, дерновинки сфагнума встречаются нередко по пониженным местам и мочажинам в сырых лесах и на низинных лугах. Сфагновые мхи - основные торфообразователи.

Сфагнум (Sphagnum). Содержать живой сфагнум в лаборатории в течение зимы для занятий и наблюдений нетрудно. Дерновины сфагнума помещают в банки с дождевой водой или с водой: из тех мест, где они были взяты. Количество воды в банках сообразуют с естественными условиями обитания каждого вида.

Сфагнум относится к числу кальцефобных (избегающих кальций) растений. Чтобы проследить его отношение к кальцию, ставят небольшую дерновинку сфагнума в жесткую воду или в воду со взвесью мела в ней и наблюдают за состоянием растений.

Обладая огромной влагоемкостью, сфагнум удерживает атмосферные осадки и этим ускоряет начавшийся с его появлением процесс заболачивания лесов и лугов.

Влагоемкость сфагнума можно пронаблюдать в следующем небольшом опыте. Воздушно сухие растения сфагнума ставят в низкий сосуд с водой так, чтобы верхушки растений возвышались над сосудом. Вода поднимается вверх по растениям и отягощенные головки их свешиваются, а вода начинает стекать каплями с повисшей верхушки.

Внешнее строение (рис. 52). Выделим осторожно из дерновины одно растение сфагнума и рассмотрим его, пользуясь лупой. Стебель сфагнума ветвистый, слабый. Главный стебель и, в особенности, боковые и верхушечные ветви густо покрыты очень мелкими листьями. Боковые ветви нередко сидят пучками; часть ветвей оттопырены в разные стороны, другие свешиваются вдоль стебля, прилипая к нему. Особенно густо сидят короткие ветви верхушки, образуя головку, которая у многих видов сфагнума отличается окраской: желтой, бурой, коричневой или красной (рис. 52, 1). На всем протяжении стебля совершенно отсутствуют ризоиды, для сфагнума, при его водном образе жизни, и не нужные.

Сфагновые мхи стоят в болотной воде вертикально и неопределенно долго нарастают своими верхушечными почками. Нижние, старые части мха постепенно отмирают и буреют, При этом некоторые боковые ветви, отделившись в связи с отмиранием стебля, продолжают расти дальше как самостоятельные особи. Такова вегетативное размножение сфагнума.

Внутреннее строение листьев (рис. 52). Для сфагнума характерно разное строение стеблевых и веточных листьев. Отделив боковую ветвь сфагнума, соскоблим с нее препаровальной иглой листья и, изготовив препарат, рассмотрим их при малом, а затем при большом увеличении микроскопа.

Веточные листья сфагнума округло-треугольной формы, остроконечные, прикрепляются к стеблю широким основанием. Они однослойны, не имеют жилок и отличаются от листьев всех других растений изящным равномерно-сетчатым строением. Связную сеть листа составляют длинные, узкие, слегка изогнутые хлорофилло-носные клетки; между ними помещается по одной значительна более крупной, мертвой, бесцветной водоносной клетке, с кольчатыми утолщениями и порами на поверхности. Листья разных видов" сфагнума различаются деталями строения водоносных и хлорофил-лоносных клеток (рис. 52, 2). Таким образом, в структуре листа сфагнума совмещаются две ткани из чередующихся ассимиляционных и водоносных клеток (рис. 52, 4).

Размножение (рис. 52). Листостебельное растение сфагнума является обоеполым гаметофитом. Органы размножения образуются близ вершины, на ветвях головки. Антеридиальные веточки отличаются от вегетативных нередко цветом, а также большей толщиной и более плотным расположением листочков, в пазухах которых на длинных ножках сидят овальные антеридии. Укороченные, похожие на почки, архегониальные веточки найти труднее. На самой верхушке их, под прикрытием нежных кроющих листьев, сидят группами архегонии (рис. 52, 5, 6).

Шарообразные спорогоны созревают в середине лета. Зрелый, темно-коричневый спорогон открывается опадающей крышечкой, граница которой обозначена в виде кольцевого желобка.

Приготовим срез, проходящий через коробочку и через ее короткую толстую ножку, вдающуюся в вырост веточки. Этот вырост называют ложной ножкой. Значительную часть полости коробочки занимает крупноклетный бугорок, называемый колонкой. На ней сидит" куполообразный спорангий (рис. 52, 7). Споры сфагнума крупные, округло-тетраэдрические, покрытые толстой желтой экзиной.

Из спор сфагнума вырастают предростки в виде зеленых лопастных пластинок с ризоидами. Из почек, появляющихся на предростке, вырастают новые растения сфагнума. Таким образом, предросток является начальной фазой гаметофита (рис. 52, 8).

http://server-price.ru/ hp сервер купить бу. Proliant dl380 купить сервер.

1. Опишите внешний вид сфагнума.

Стебли сфагновых мхов ветвятся: от главного стебля в стороны отходят пучки боковых ветвей. Молодые ветви, которые располагаются на верхушке главного стебля, укорочены и формируют плотную головку. Листья у сфагновых мхов мелкие. Они располагаются по спирали на главном стебле и на боковых веточках.

2. Какое строение имеет стебель сфагнума?

Внутреннее строение стебля сфагнума довольно простое. Снаружи он покрыт несколькими рядами крупных мертвых клеток, которые имеют поры. Через поры внутрь клеток поступает вода. Поэтому эти клетки называются водоносными. Далее располагается механическая ткань. В центре стебля - живые паренхимные клетки, в которых запасаются питательные вещества. Специальные проводящие элементы у сфагновых мхов отсутствуют.

3. Какое строение имеют листья сфагнума?

Листья состоят их двух типов клеток, расположенных в один слой. Живые, узкие, сильно вытянутые в длину клетки, в которых содержатся хлоропласты, расположены между очень крупными мертвыми водоносными клетками. В клеточных стенках водоносных клеток есть поры. Через эти поры внутрь клеток поступает вода, которая может в них удерживаться.

4. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?

Кукушкин лен-зеленый мох, сфагнум-белый мох, торфяной. У кукушкина льна стебель не ветвится, а у сфагнума-есть ветви трех видов, в литьсях у кукушкина льна нет мертвых клеток, а у сфагнума их большое количество, это воздухоносные клетки, способные к поглощению влаги.

5. Как размножается сфагнум?

Сфагнум размножается половым и бесполым путем. При половом размножении происходит слияние половых клеток с образованием зиготы. Половые клетки образовываются в антеридиях и архегониях. При бесполовм способе размножение происходит путем спор.

6. Какую роль играют мхи в природе?

Зачастую мхи первыми покрывают голые скалы и другие участки, лишенные растительного покрова. Своими ризоидами они постепенно разрушают горные породы, в результате чего образуется почва. Мхи играют также очень важную роль в регулировании водного режима экосистем. Мхи впитывают и удерживают большое количество воды. Многие виды мхов, особенно сфагновых, принимают участие в образовании важного полезного ископаемого - торфа. Он образуется из неразложившихся спрессованных остатков растений, произрастающих на болотах. Сфагновые мхи содержат бактерицидные вещества и поэтому могут быть использованы в медицине.

7. Как используется торф?

Торф широко используется человеком как топливо, в сельском хозяйстве - как ценное удобрение и подстилка для скота. Из торфа получают целый ряд веществ, используемых химической промышленностью.

8. Болота - это хорошо или плохо? Аргументируйте свою точку зрения.

Болота играют важную роль в образовании рек. Их также называют «лёгкими планеты», так огромное количество фотосинтезирующих растений выделяет кислород. Болота - естественные фильтры воды и санитары агроэкосистем. На болотах растут ценные растения голубика, клюква, морошка), которые используются человеком в пищу. На болотах люди добывают торф, которые применяется как удобрение, так и в медицине (грязелечение).

Мох сфагнум хорошо известен любителям цветов и не только. Он применяется также в медицине, животноводстве, строительстве. Другие названия сфагнума - белый мох, торфяной мох, сфагн. Это растение участвует в сохранении баланса экосистемы леса. Именно из него формируются запасы торфа. Мох занимает определенное место в пищевой цепочке.

Где произрастает и как выглядит сфагнум

Белый мох обитает на заболоченных лесных участках. Его можно найти в разных уголках земного шара, но чаще он распространен на северных территориях. В переводе с греческого сфагнум звучит как «природная губка». Это название неслучайно, оно вызвано гигроскопическими свойствами растения. По сравнению с другими мхами, сфагнум имеет куда более светлую окраску.

Корней этот мох не имеет. Отмирая, со временем сфагнум преобразуется в торф. Процессы гниения его не затрагивают из-за свойственных этому растению антибактериальных свойств. Некоторые не знают, почему сфагнум называют белым мхом, а все дело в том, что при высыхании растение белеет. Во время роста мха происходит формирование невысоких прямостоячих побегов, которые образуют плотную подушку, не превышающую 5 см. Растение в описании представлено несколькими разновидностями. Например, сфагнум оттопыренный образует более высокие и рыхлые куртины.

Сфагнум не имеет единого стебля , а состоит из филлидий и каулидий, которые впитывают в себя минеральные соли и воду, таким образом получая питание. Роль ризоидов выполняют молодые участки стебля и листья. Со временем их всасывающая функция утрачивается, и они лишь помогают болотному мху держаться в субстрате. Споры созревают в специальных коробочках, которые формируются на концах верхних веток.

Если рассмотреть схему строения сфагнума под микроскопом, его листья состоят из 2 видов клеток. Зеленые и живые содержат в себе хлоропласты, которые участвуют в фотосинтезе. Мертвые клетки представляют собой крупные и бесцветные образования. Их роль - удерживать в себе большие объемы влаги. Побеги растения имеют ажурный рисунок и придают воздушный внешний вид сфагнуму. Во время сезона дождей мох впитывает в себя воду, а затем постепенно отдает ее в окружающую среду, поддерживая, таким образом, водный баланс экосистемы.

Размножение «природной губки»

Учеными давно установлено, как размножается сфагнум. Размножение происходит при помощи спор и вегетативно. Скорость размножения сфагнума болотного во многом зависит от состава почвы. Наиболее быстро «губка» распространяется на влажных травянистых участках с пониженной кислотностью почвы, вблизи деревьев, возле болот. Самый продуктивный способ - размножение спорами:

Механизм вегетативного размножения эффективен только на небольших расстояниях. В этом случае происходит размножение мха участками стебля.

Сферы использования

«Природную губку» широко применяют в различных хозяйственных областях. Сбор сфагнума кое-где ведется в промышленных масштабах. Впрочем, его часто заготавливают и для личных нужд. Интересно узнать, где может пригодиться мох сфагнум, для чего его используют:

Для самостоятельного сбора сырья можно отправиться в ближайший лес с заболоченными участками, где встретить белый мох не составит труда. Не представляет особенных сложностей также процесс сбора и последующее хранение «природной губки».

Как собирать и хранить

Мягкий лесной мох не требует в процессе сбора применения каких-то специальных приспособлений. Его собирают голыми руками или надев перчатки. Взрослый человек без труда вытащит мох из грунта. После сбора сфагнум нужно отжать, чтобы удалить излишки влаги, и разложить на солнце для просушивания. Если планируется использовать растение в декоративных целях, его не отжимают и сушат менее продолжительное время.

При сборе лучше не вырывать растение полностью, а срезать ножницами верхнюю часть подушки. Тогда остатки мха в грунте продолжат расти, выпустив новые веточки, и он постепенно восстановится. Если растение предназначено для использования в качестве субстрата, его нужно обдать кипятком, чтобы уничтожить обитающих в нем насекомых.

Лучше не сушить сфагнум в специальных бытовых сушилках, так как в этом случае он высохнет неравномерно. Собранное сырье можно хранить в морозильной камере.

31. Рассмотрите рисунок. Подпишите названия частей мха, обозначенных цифрами. Какие функции они выполняют?

1. Коробочка, в ней накапливаются и созревают споры;
2. Стебель, выполняет опорную функцию;
3. Листья;
4. Ризоиды, обеспечивающие прикрепление к почве.

32. Изучите таблицу «Моховидные». Подпишите этапы размножения кукушкина льна.

1. Споры;
2. Прорастающая спора;
3. Гаметофит.

33. Выполните лабораторную работу «Строение сфагнума».
1. Рассмотрите и опишите внешний вид сфагнума. Сделайте его рисунок, подпишите основные органы.

2. Рассмотрите листья сфагнума: все ли они одинаковы, где и как располагаются.
Половина клеток листа содержит хлорофилл, другая половина клеток имеет спиральные утолщения с водоносными порами – отверстиями. Листья располагаются на стеблях по спирали.

3. Приготовьте препарат листа сфагнума и рассмотрите его при большом увеличении микроскопа. Найдите хлорофиллоносные и водоносные клетки.

34. Выполните лабораторную работу «Строение кукушкина льна».
1. Рассмотрите и опишите строение кукушкина льна (форма, окраска, размеры листьев и стебля).
Высокая трава зеленого цвета, с относительно небольшими листьями и высоким стеблем, длинной 10-15 см.

2. Рассмотрите верхушки нескольких стебельков. Найдите мужские и женские экземпляры.
Мужские экземпляры имеют коробочки со спорами, а женские – нет.

Мохообразные - это один из отделов споровых растений, который занимает особое положение в системе данного царства. Представители имеют хозяйственное, лекарственное значение, находят широкое применение и являются важными участниками цепей питания. Кроме того, принимают участие в формировании болотных экосистем.

Сфагнум: систематическое положение

По своему месту в сфагнумы занимают следующее таксономическое положение:

• Царство: Растения.
• Отдел: Мохообразные;
• Класс, порядок и семейство - Сфагновые.
• Род: Сфагнум.

Количество видов доходит до 120, из которых наибольшее распространение получили такие как:

• сфагнум болотный;
• оттопыренный;
• бурый;
• магелланский;
• папиллозный;
• Гиргензона.

Строение сфагнума имеет некоторые особенности, что накладывает отпечаток и на его применение человеком. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Внешнее строение растения

Зеленый рыхлый коврик из скученных на верхушке стебельков, который образует кочки болот и топей и плавает на поверхности зарастающих озер видел, наверное, каждый. так вот это и есть сфагнум. Фото этого растения можно посмотреть ниже.

Очень симпатичные сочные стебельки, многократно рассеченные и скученные кверху. Снаружи покрыты коркой, представляющей собой несколько слоев клеток. Листья сфагнума сидячие, язычкового типа. Те, которые расположены на стебле, продолговатой формы и чаще одиночные. А листья веточек, наоборот, более скученные, на верхушке отогнутые. На самом деле они практически чешуйчатые и слабо заметны без специального оборудования. То, что обычно принимается за листья, это многочисленные ответвления от главного стебля.

Как и у прочих мхов, у сфагнумов отсутствуют корни. Однако, в отличие от сородичей, ризоидов для прикрепления к субстрату они не имеют. Интересно, что чем ниже рассматривать стебелек, тем более светлым он видится. Наконец, у основания совсем теряет зеленую окраску. Это объясняется отсутствием пигмента хлорофилла в клетках, так как данные структуры уже не живые, а отмершие.

Из таких частей, оседающих на дно болота, в дальнейшем формируется торф. Именно поэтому сфагнум часто В целом, цвет растения нежно-зеленый, не яркий. Это из-за того, что оно постоянно напитано большим количеством воды. Возникает вопрос: "Как мох умудряется столько жидкости в себе запасать?" Это объясняется особенностями внутреннего строения. Рассмотрим их.

Внутреннее строение сфагнума

Изнутри мох образован обычными состоящими из клеток. Листья сфагнума содержат хлорофилл, как, впрочем, и стеблевые структуры. Поэтому фотосинтез осуществляется практически всей поверхностью тела. Так же происходит и питание, то есть всасывание воды.

Зеленые клетки мха соединяются друг с другом концами и образуют структуру, напоминающую сеть - это и есть проводящая система растения. Органами размножения являются спорангии, в которых созревают споры.

Проводящая система, подобная отсутствует. Вместо нее имеются особые клетки. Функции запасания и поглощения воды выполняют именно они.

Особые клетки в строении

Клетки сфагнума не все одинаковы. Дело в том, что часть из них имеет оболочки с отверстием и отмерший протопласт, то есть пустую полость. Это нужно растению для того, чтобы поглощать большое количество влаги и удерживать ее внутри себя именно в этих полых структурах.

Строение сфагнума позволяет ему наполняться водой в количестве, в 20-30 раз превышающем собственный вес. Именно поэтому в местах обитания данных мхов всегда очень влажно, они буквально плавают на поверхности воды.

Когда растение наполнено влагой, то его цвет нежно-зеленый. Во время засухи оно постепенно белеет, в итоге становясь совсем белоснежным.

Размножение мха

Строение сфагнума включает в себя специализированные, необходимые для размножения структуры - спорангии. Они так же, как и у всех остальных мхов, располагаются на специальных стебельках в верхушечной части растения. Представляют собой коробочку с крышечкой, в которой происходит формирование и созревание спор.

Когда наступает время размножения, мелкие клетки высыпаются и разносятся ветром. Попадая в каплю воды, начинают прорастать в новое растение. Крышечка спорангия открывается самопроизвольно.

Существует и еще один способ размножения, которое осуществляет это растение. Сфагнум способен отдавать вегетативные части для дальнейшего самостоятельного существования. Чаще всего это происходит после того, как главный стебелек сильно вырастает в длину, возвышаясь над остальными частями. В этот момент происходит отделение дочернего растения.

Особые свойства сфагновых мхов

Фото которого можно увидеть в данной статье, имеет ряд особых свойств, обусловленных наличием специальных клеток. Это:

1. Гигроскопичность, превосходящая все известные пределы у растений. Если сравнить способность к впитыванию влаги ваты и сфагнума, то у мха она окажется больше в 6 раз! Кроме того примечательно, что распределение воды внутри тела растения происходит абсолютно равномерно. Поэтому пока не заполнятся все имеющиеся клетки, мох лишнюю влагу не отдаст. Это позволяет использовать его как дополнение к грунту.
2. Воздухопроницаемость, которая позволяет грунту с мхом быть очень легким, рыхлым и воздушным. Такая увеличенная аэрация положительно сказывается на росте и развитии других растения экосистемы.
3. Сфагновые кислоты, входящие в состав растения, позволяют ему умеренно подкислять почву катионами водорода.
4. Богатый вещественный органический состав делает особенным это растение. Сфагнум обладает антибактериальными и противовоспалительными свойствами, а также дезинфицирующими.

Каков же состав этих удивительных мхов? Можно назвать самые главные соединения:

• сфагновые кислоты;
• кумарины;
• сфагнол;
• терпены;
• карболовая кислота.

Благодаря такому компонентному составу само растение практически не подвергается ни заболеваниям, ни воздействию со стороны вредителей.

Места произрастания

Главное условие для произрастания данного растения - наличие достаточного количества влаги. Ведь мох сфагнум, фото которого есть в обзоре, очень зависим от воды при размножении, как и все споровые. Именно поэтому к основным местам произрастания его можно отнести:

• умеренная зона Северного полушария;
• европейская часть России;
• Сибирь;
• Южная Америка.

Главная экосистема, которую формирует этот мох, это верховые болота. Везде, где поселяется такое растение, происходит постепенное и неизбежное заболачивание местности.

Роль в природе

Вся жизнь сфагнума построена на его способности впитывать влагу. Особенности внутреннего и внешнего строения, хозяйственное значение и области применения, использование в медицинских целях - практически все объясняется составом и строением. Этому же обязана и выполняемая в природе роль.

Главное - это то, что сфагнум, фото которого мы разместили в статье, формирует залежи торфа. Благодаря входящей в состав растения сфагновой кислоты и сфагнола процессы гниения и разложения отмерших нижних частей растения происходит крайне медленно. Это приводит к формированию пластов торфа. Происходит действие медленно, примерно один метр за тысячу лет.

Важно также свойство вызывать заболачивание местности. В результате меняется не только растительный покров, но и в целом весь биогеоценоз, животный мир, насекомые и прочие существа.

Хозяйственное значение для человека

Можно назвать несколько основных областей применения данного мха человеком.

Таким образом, получается, что торфяной мох сфагнум - не только интересное и ценное растение как источник полезного ископаемого, но и бесценный кладезь лекарственных средств, источник влаги и аэратор для других представителей флоры. Его красивый внешний вид гармонично сочетается с эффектными характеристиками внутреннего строения и значения в природе и жизни людей.