Пізнаємо природу. 5 клас. Кравченко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Тиждень 28. Рослини під мікроскопом

KNS.karazin.ua/5_IV_h/

Теоретична частина

Відкриття клітини

Відкриття клітини відбулося в 1665 році завдяки досліду видатного англійського вченого Роберта Гука. Він був фізиком і займався вдосконаленням вимірювальних приладів (барометра, термометра тощо). Також Гук створив свій варіант мікроскопа, конструкцію якого в загальних рисах використовують і в сучасних приладах. Утім, за сучасними мірками, мікроскоп Гука був доволі слабким: він давав лише збільшення у 30 разів. Гука цікавила не будова рослин, а дослідження властивостей матеріалів. Він зазначив, що корок від пляшки (який виготовляють із рослинного матеріалу) плаває на поверхні води. Що тримає корок на поверхні? Гострим лезом Гук зробив тонкі зрізи цього матеріалу та розглянув їх під збільшенням. Те, що він побачив, наведено на рисунку. Він побачив чарунки, заповнені повітрям. Саме їх він назвав клітинами.

Гук не ставив перед собою завдання вивчення мікроскопічної будови рослин. Але саме його праця стала поштовхом для використання мікроскопії в дослідженнях живих організмів.

Роберт Гук удосконалив мікроскоп, за допомогою якого зробив багато відкриттів. Одним із них стало відкриття клітини. Рисунок Гука, де зображено, що саме він побачив на зрізі корка, показано праворуч

Питання про властивість матеріалу вирішене: саме повітря надає коркові плавучості. Але чи усі клітини нагадують порожні комірки? Звісно, ні. Клітина — це не лише оболонка.

Клітина — основа життя

Ви знаєте, що всі живі організми складаються з клітин. Клітини — це універсальні цеглинки, з яких зібране й тіло рослини, і ваше власне тіло. Клітини є дуже різноманітними, але уся кількість їх різновидів пов’язана зі змінами тих самих складових клітини. В цілому у складі клітини можна виділити три головних складники: поверхневий апарат; напіврідкий клітинний уміст; сховище спадкової інформації.

У клітинах тварин, рослин та багатьох інших організмів сховищем спадкової інформації є клітинне ядро. А в бактерій молекули, що є носіями спадкової інформації, розташовуються просто в напіврідкому клітинному вмісті.

Детальніше ви вивчатимете будову клітин пізніше. Це відбуватиметься на уроках біології — науки про живе. Зараз на прикладі рослин ми впевнимося, що клітинна будова є не випадковою і відображає пристосування організмів до свого способу життя.

Особливості рослинних клітин

Ми вже обговорювали, що наземні рослини мешкають на межі двох різних за своїми властивостями середовищ: ґрунту, де є вода та мінеральні речовини, та повітря, де є світло. Рослинам зазвичай не потрібно рушити з місця, як тваринам, але їм важливо підтримувати форму свого тіла. У цьому допомагає важлива особливість клітин рослин: наявність міцних клітинних стінок.

Поверніться до малюнка Роберта Гука. Насправді він не побачив самих клітин, він відкрив лише клітинні стінки! Саме тому Гук назвав побачене «клітинами» — «комірками».

Клітини корка є мертвими не лише в тому зразку, який Гук міг дістати з пляшки. Вони є мертвими вже у самій рослині! Корок виготовляють з поверхневих шарів дерева, що поширене в Південно-Західній Європі — коркового дуба, близького родича нашого дуба черешчатого. Від нашого дуба корковий відрізняється тим, що зовнішній шар, який робить стовбур дуба зморшкуватим, у нього товстіший та міцніший. З дерева раз у кілька років зрізають кору і використовують для різних потреб — перш за все, щоб закорковувати пляшки.

Дуб корковий: загальний вид дерева; стовбур зі зрізаним корковим шаром та пласти знятого корка, які будуть використані для закорковування пляшок

Як функція впливає на будову?

На зрізі листка видно клітини різного кольору. Прозорі клітини на поверхні відмежовують тіло від навколишнього середовища. Вони щільно притиснуті одна до одної та пропускають світло до тих клітин, що фотосинтезують. Але потрібно мати можливість поглинати речовини із зовнішнього середовища. Для цього знизу присутні отвори, оточені спеціальними клітинами. Вони реагують на наявність світла й «вирішують», відчиняти отвір, що веде в середину листа, чи ні.

Клітини зеленої м’якоті, які здійснюють фотосинтез, нещільно розташовані всередині листка.

Наслідком відмінностей між частинами тіла рослин є потреба у транспорті речовин між ними. Для цього виникає провідна система з мікроскопічних трубочок. По деяких із них вода з мінеральними солями рухається до листків, де рівномірно розподіляється мережею жилок. Ці трубочки утворені мертвими клітинами.

Інший тип трубочок несе утворені поживні речовини до місць їх використання або зберігання. Їхні клітини залишаються живими, хоча більшість складників у них зникає.

Чи є щось спільне в цих трубопроводів? Фіолетовим кольором на зрізі листа показано механічні клітини, що підтримують провідні трубочки

Трубочка є ламкою, її потрібно зміцнити. Подивіться, як будують трубопровід. Його зміцнюють опорами. Так само видовжені механічні волокна обплітають рослинний трубопровід та зміцнюють його. І ці волокна у листках живі, а ось у стеблі мертві!

Виходить так, що в наземних рослин багаторічні органи здебільшого складаються з мертвих клітин. Це робить їхні частини тіла міцними та стійкими до ушкоджень.

На мікропрепаратах органів рослин ми найчастіше побачимо клітини округлими. Але це не завжди відображає реальну форму клітини. Якщо поперечно перерізати трубку, ми побачимо коло. Саме так виглядають і перерізані транспортні трубочки.

Головні думки

• Усі живі організми складаються з клітин.

• Будова клітини залежить від функції, яку вона виконує.

• В тілі наземних рослин багаторічні органи переважно складаються з мертвих клітин

Практична частина

Дослідження мікроскопічної будови рослин

Для наземних рослин однією з найважливіших проблем є зберігання води. Для цього вони утворюють різноманітні пристосування, які можна побачити під мікроскопом. У деяких рослин, як, наприклад у хвойних, листки вкриті товстим шаром воску. Він не дає воді випаровуватися. В інших, як-от у герані та сенполії (кімнатної фіалки), від випаровування води захищає опушення. А деякі рослини здатні всередині листя накопичувати воду, як алое або красула. Подивимося на них.

Мета роботи: розглянути пристосування рослин до зберігання води.

Матеріал та обладнання: мікроскоп, рослини герані, алое, гілка сосни, постійні або тимчасові препарати зрізів хвої сосни та листків алое, шкірочки герані.

Завдання 1. Дослідження наявності воскового шару на листках рослин.

У рослин, що мають шар воску на поверхні листків, вони гладенькі та блискучі. Шар може бути тонким (як у гібіскуса) або дуже товстим (як в алое). Подивимося на зручному об’єкті дослідження — хвої сосни.

Розглянемо під мікроскопом постійний препарат. При його виготовленні зріз був законсервований таким чином, щоб зберігатися протягом тривалого часу. Восковий шар на зрізі хвоїнки забарвлений червоним кольором. Завдяки йому рослина зберігає воду та має блискучу хвою.

Завдання 2. Дослідження наявності опушення на листках рослин.

Опушення відіграє роль, подібну до воскового шару. Торкніться листка герані. Він м’який. Клітини шкірочки, що вкриває листки, мають випинання — ворсинки.

Для дослідження можна використати тимчасовий препарат. Його виготовляють безпосередньо перед дослідженням та використовують одноразово. Для вас його виготовить учитель або учителька, але в майбутньому ви навчитесь робити це самостійно. На препараті шкірочки видні ворсинки, які ми відчували на дотик.

Завдання 3. Дослідження наявності в листку частини, що накопичує воду.

Іще одне пристосування — накопичення води. Це можна побачити на тимчасовому препараті зрізу листка алое. Видно, що під шаром зелених клітин, здатних до фотосинтезу, розташовані великі прозорі клітини. Саме вони виконують функцію накопичення води.

Висновок. Зробіть схему «Пристосування рослин до зберігання води в організмі».

Опануйте поняття

  • Клітина
  • Мікроскоп
  • Біологія

Питання для закріплення матеріалу

1. У склад клітини рослин НЕ входить

  • А поверхневий апарат
  • Б рідкий клітинний уміст
  • В жорстка оболонка спадкового матеріалу
  • Г сховище спадкової інформації

2. Призначення провідної системи («трубопроводів») у будові рослин

  • А відмежовування від навколишнього середовища
  • Б транспортування води та інших речовин
  • В підтримка тіла рослини у просторі
  • Г транспортування спадкової інформації

3. Для зберігання твердих сирів їх іззовні вкривають восковим шаром. Як можна пояснити роль цього шару на основі здобутих знань про роль воску в рослин?

4. Чому клітини кореня трав’янистої рослини найчастіше безбарвні, а клітини пагона — зелені?

5. Чому в тропічних рослин, що зростають у дуже зволоженому середовищі, на поверхні часто теж є восковий шар?

Теми для обговорення і виконання

• Спроєктуйте фізичну модель провідної системи у рослин.