Лабораторная работа № 10.

Тема: «Плод. Строение и классификация плодов».

Цель работы: познакомиться с разнообразием плодов по типу гинецея, характеру околоплодника, типу вскрывания, количеству гнезд и семян.

Материал: свежие или законсервированные (засушенные, заспиртованные) плоды сокирок (Consolida regalis), водосбора (р.AquiIegia), гороха (Pisum sativum), горчицы (р.Sinapis), ярутки (Thlaspi arvense), мака (р.Papaver), белены (р. Hyosyamus), дурмана (р. Datura), лещины (Corylus avellana), гречихи (Fagopyrum sagittatum), подсолнечника (Helianthus annuus), лютика (p.Ranunculus), земляники (р. Fragaria), пшеницы (p. Triticum), вяза (p.Ulmus), клена (р. Acer), редьки дикой (Raphanus raphanistrum), борщевика (р.Heracleum), томата (Lycopersicum esculentum) или картофеля (Solanum tuberosum), вишни (Cerasus vulgaris), малины (Rubus idaeus), боярышника (p.Crataegus) или яблони (р. Malus), огурца (Сиcumis sativus), свеклы (Beta vulgaris).

Теоретическая часть

Плод (fructus) представляет собой орган размножения, а нередко и распространения покрытосемянных растений, возникающий из цветка.

Плод образуется из гинецея в результате его изменения, происходящего после двойного оплодотворения (амфимиксиса). У некоторых растений (виноград, цитрусовые) изменению гинецея не предшествует оплодотворение яйцеклетки. Такие плоды называют пapтенокарпическими, они обычно не содержат семян. В образовании плода, кроме гинецея, часто принимают участие прирастающие к нему части цветка (цветоложе, основания тычинок, лепестков, чашелистиков). Иногда плод образуется из нескольких цветков или целого соцветия.

Наиболее существенная часть плода – заключенные в нем семена. Стенку плода называют околоплодником, (перикарпом). Околоплодник формируется из стенки завязи, а иногда и других частей цветка и состоит из трех слоев: экзокарпа (наружный слой), мезокарпа (средний слой), эндокарпа (внутренний слой). Плод называют простым, если в его образовании принимает участие только один пестик (горох). Иногда простые плоды могут распадаться по гнездам (тмин, мальва), такие плоды называют дробными. Если же простые плоды разламываются по поперечным (ложным) перегородкам на односеменные членики, то их называют членистыми (копеечник, редька дикая). Плод, образованный несколькими пестиками одного цветка (малина, лютик), называют сложным (сборным).

Выделяют следующие группы плодов.

I. Коробочковидные (плоды с сухим околоплодником, многосеменные, обычно растрескивающиеся, рис. 33):

листовка (folliculus) – одногнездный плод, образованный одним плодолистиком, вскрывается по брюшному шву – линии срастания краев плодолистика (сокирки); из сложного гинецея образуется плод сложная листовка (водосбор, калужница);

боб (legumen) – одногнездный плод, образованный одним плодолистиком, вскрывается по брюшному и по спинному швам – двумя створками (фасоль, вика); характерен для бобовых; бобы могут быть членистыми (копеечник), кроме типичных бобов, бывают спирально закрученные (люцерна), односеменные нераскрывающиеся (эспарцет); стручок (siliqua), стручочек (silicula) - двугнездный плод, образованный двумя плодолистиками, семена прикрепляются к продольной перегородке, вскрывается двумя швами; стручочек отличается от стручка соотношением длины и ширины: если у стручка длина превышает ширину в четыре и более раза (капуста), то у стручочка длина превышает ширину не более чем в два-три раза (пастушья сумка); характерны для крестоцветных; стручки могут быть членистыми;

Рис. 33. Коробочковидные плоды.

А – листовка (морозник – р. Helleborus); Б – сложная листовка (водосбор – Aquilegia vulgaris); В – боб (горох – Pisum sativum), Г – стручок (капуста – Brassica oleraceae); Д – членистый стручок (редька – Raphanus raphanistrum); E – стручочек (ярутка – Thlaspi arvense); Ж – И – коробочка (Ж – мак – Papaver rhoeas, З – белена – Hyoscyamus nigra, И – дурман – Datura stramonium).

коробочка (сарsula)- плод, образованный двумя или несколькими плодолистиками; существуют различные способы вскрывания коробочки: дырочками (мак), крышечкой (белена), зубчиками (гвоздика), створками (дурман) и т.д..

II. Ореховидные (плоды с сухим околоплодником, односемянные, нерастрескивающиеся, рис. 34):

орех (nux), орешек (nucula) – околоплодник жесткий, деревянистый (лещина); орешек отличается от ореха меньшим размером (липа); из сложного гинецея образуется сложный орешек (лютик); желудь (glans) – орех, у основания окруженный чашевидной плюской, образованной расширением оси, несущей цветок (дуб); семянка (achena) – околоплодник кожистый, не срастается с околоплодником (подсолнечник); крылатка (samara) – семянка, околоплодник которой имеет кожистый или перепончатый крыловидный вырост (вяз); зерновка (cariopsis) – околоплодник кожистый, сросшийся с семенной кожурой (пшеница).

Рис. 34. Ореховидные пдоды.

А – орех (лещина – Corylus avellana); Б – орешник (гречиха – Fagapyrum sagitatum); В – зерновка, (пшеница –Triticum aestivum);Г – желудь (дуб – Quercus robur); Д – крылатка (вяз – Ulmus campestris); Е –. дробная крылатка (клен – Асег platonoides); Ж – семянка (подсолнечник – Helianthus annuus); З – И, – сложный орешек (З – лютик – р. Ranunculus, И – земляника – Fragaria vesca)

III. Ягодовидные (плоды с сочным околоплодником, большей частью многосеменные, рис 35):

ягода (bacca) – весь околоплодник, за исключением тонкого экзокарпа, сочный, мясистый (виноград, картофель); яблоко (malum) – в образовании его кроме завязи принимают участие цветоложе, нижние части тычинок, лепестков, чашелистиков (яблоня, груша, рябина); тыквина (peponida) – образуется из нижней завязи, состоящей из трех плодолистиков; экзокарп жесткий, деревянистый, мякоть плода образована в основном разросшимися плацентами (дыня, арбуз, тыква, огурец); гесперидий (hesperidium), или померанец (aurantium), – экзокарп окрашенный, с вместилищами эфирного масла; мезокарп сухой, губчатый, белый; эндокарп сочный, мясистый; характерен для цитрусовых (лимон, апельсин).

Рис. 35. Ягодовидные плоды.

А – Б – ягоды (А – виноград – Vitis vinifera, Б – картофель – Solanum tuberosum); В – яблоко (яблоня – Malus sylvestris); Г – гесперидий (апельсин – Citrus aurantium); Д – тыквина (огурец – Cucumis sativus)

IY. Костянковидные (плоды с деревянистым эндокарпом, чаще односеменные, рис. 36):

костянка (drupa) – околоплодник резко дифференцирован на тонкий экзокарп, мясистый мезокарп и более или менее толстый деревянистый эндокарп (вишня, персик, боярышник); из сложного гинецея образуется сложная костянка (малина); изредка бывает сухая костянка (миндаль).

Рис. 36. Костянковидные плоды.

А-Б – костянки (А – вишня – Cerasus vulgaris, В – слива – Prunus domestica); В – сложная костянка (малина – Rubus idaeus);

1 – экзокарп, 2 – мезокарп, 3 – эндокарп

Задания

1. Провести морфологический анализ коллекции плодов, определить, к какой группе их относят, и дать им названия.

2. Зарисовать их и обозначить.

Практическая часть

Для примера исследуют плоды, резко отличающиеся друг от друга: сокирок, картофеля и малины.

Чтобы определить тип плода, надо установить: простой плод пли сложный; сочный или сухой околоплодник (если сухой, то следует также определить, раскрывающийся плод или нераскрывающийся); число семян- одно- или многосемениой плод; число плодолистиков, образующих плод (однако при наличии только плода это не всегда можно определить); число гнезд в плоде.

Рассматривая плод сокирок, нетрудно обнаружить, что он простой, так как образуется из одного пестика, с сухим околоплодником. По форме плод напоминает лист, сросшийся своими краями. Если плод зрелый, то видно, что он раскрылся как раз по месту срастания краев плодолистика, и из него высыпаются многочисленные семена. Плод раскрывают полностью с помощью скальпеля. При этом обнаруживают, что перегородок внутри нет. Следовательно, это одногнездный плод. Исходя из того, что плод одногнездный, раскрывающийся одним швом, и что форма околоплодника напоминает лист, сросшийся краями, можно сделать вывод, что плод сокирок образован одним плодолистиком.

Зарисовывают плод и дают ему краткую морфологическую характеристику: простой, многосеменной, с сухим околоплодником, образован одним плодолистиком, растрескивающийся по одному шву.

Согласно этой характеристике плод сокирок относят к группе коробочковидных и определяют, что это листовка.

При исследовании плода картофеля нетрудно обнаружить, что он также простой, но в отличие от плода сокирок его околоплодник сочный. Скальпелем делают поперечный разрез плода и рассматривают его строение. Снаружи плода находится довольно тонкий экзокарп, внутри – сочная мякоть (мезокарп и эндокарп). В мякоти расположены многочисленные семена. Плод разделен перегородкой на два гнезда. Наличие двух гнезд позволяет предположить, что он образован двумя плодолистиками.

Зарисовывают плод картофеля в поперечном разрезе и отмечают его части: экзокарп, мякоть, гнезда, семена. Дают ему краткую морфологическую характеристику: простой, многосеменной с сочным околоплодником, нераскрывающийся, двугнездный, образован двумя плодолистиками. На основе данной характеристики плод картофеля относят к группе ягодовидных и определяют, что это ягода.

Плод малины отличается от уже рассмотренных плодов тем, что состоит из многочисленных отдельных плодиков. Каждый из плодиков можно легко отделить от других. По сохранившейся чашечке видно, что этот плод возник из одного цветка, следовательно, это сложный плод, образованный из сложного гинецея. Зарисовывают внешний вид плода и обозначают чашечку, плодик.

Рассмотрев один из плодиков, определяют, что он имеет сочный околоплодник с деревянистым эндокарпом. Разбивают эндокарп, внутри находят одно семя. Зарисовывают плодик в поперечном разрезе и обозначают: экзокарп, мезокарп, эндокарп и семя. Итак, каждый плодик представляет собой костянку. На основании проведенного исследования приходят к выводу, что у малины плод сложная костянка.

Вопросы для самоконтроля

1. Из чего образуется плод?

2. Какова структура плода?

3. Из каких слоев состоит околоплодник?

4. В чем разница между простым и сложным плодами?

5. По каким признакам классифицируют плоды?

6. В чем сходство и отличие между листовкой, бобом, стручком, коробочкой?

7. В чем сходство и отличие между орехом, желудем, семянкой, крылаткой, зерновкой?

8. В чем сходство и отличие между ягодой, яблоком. тыквиной, померанцем?

9. Каковы характерные признаки костянки?

10. Какие плоды называют дробными, а какие членистыми?

11. Как классифицируют сложные плоды?

12. Из чего образуется соплодие?