Занятие 5 Строение и развитие Хвоща полевого

Практическое занятие 5
Строение и развитие Хвоща полевого (Equisetum arvense)
Цель занятия: освоение цикла и развитие Хвоща полевого.
Форма занятия: практика
Дидактические средства и материалы: слайд, анимация, лекционный материал, цикл изображений, цикл роста, гербарий, препаративный микроскоп (антеридий, архегоний, спорогоний); микроскопы, лупы, зеркальный прибор, настольное зеркало, подготовка слов.
Отдел: Хвощевидные - Equisetophyta
Класс: Хвощёвые – Equisetopsida
Порядок: Хвощёвые – Equisetales
Семейство: Хвощевые – Equisetaceae
Вид: Хвощ полевой - Equisetum arvens
Современные хвощовые представлены только одним порядком (Equisetales), одним семейством хвощевых (Equisetaceae) и одним родом хвощ (Equisetum) с 25 космополитными видами. В России насчитывается 12 видов, а также ряд гибридов между ними, в Чувашии – 6 видов.
При определении и описании хвощей используют следующие основные морфологические признаки: а) стебли растений одинаковые или спороносные стебли отличаются от стерильных (вегетативных); б) спороносные и стерильные стебли появляются одновременно или спороносные стебли появляются рано весной; в) форма спороносного колоска: тупой на конце или заостренный; г) форма стеблевого влагалища, а также его размер и число зубцов; д) степень ветвистости стебля, его форма роста и высота, наличие или отсутствие полости, а также продолжительность жизни (однолетний или многолетний).
Хвощ полевой – многолетнее растение с членистым ветвистым корневищем, проникающим в почву до 100 – 120 см. На корневище имеются клубни, достигающие величины лесного ореха, содержащие запасной крахмал. Они возникают как укороченные боковые побеги. От узлов корневища отходят пучки тонких черных корней.
Наземные побеги, восходящие от корневища, двоякие: ранневесенние – розовато-бурые, без хлорофилла, спороносные, после созревания спор отмирающие; и поздне-весенние – стерильные, мутовчато-разветвленные, зеленые, вегетирующие.
Рассматривают сначала строение зеленого, ветвистого летнего побега. Отделяют от главного стебля один его членик, состоящий из длинного междоузлия и узла. Членик отрывается легче всего над самым узлом, где находится неокрепшая ткань зоны роста междоузлия. На нижнем конце членика открывается крупная полость междоузлия, отгороженная на другом конце сплошной перегородкой узла от соседнего междоузлия.

Название растения	Морфологические характеристики				Типичное местообитание
	Стробилы	Стебли	Ветви	Зубцы влагалища
Хвощ полевой	На особых спороносных стеблях розовато-бурого цвета, без веточек	Тонкие (1 – 2,5 мм в диаметре), ветвистые, жесткие, с острой пикообразной верхушкой.	Направлены косо вверх, обычно неветвистые, иногда самые нижние ветви с вторичным ветвлением, без полости, 4 – 5-гранные	Треугольно-ланцетные, острые, сросшиеся по 2 – 3 черно-бурые.	Поля, луга, обочины дорог, берега водоемов.

Рис. 24. Строение и цикл развития хвоща полевого:
а – вегетативный побег; б – спороносный побег; в – женский гаметофит; г мужской гаметофит; 1 – корневище с клубеньками; 2 – стебельт; 3 – боковые веточки; 5 – спороносный колосок; 6 – спорангиофор; 7 – спорангии; 8 – споры с элатерами; 9 – прорастающие споры
От узла вверх направлена мутовка мелких острых бурых листьев, сросшихся основаниями в трубку, которая наподобие острозубчатого воротничка охватывает нижнюю часть междоузлия, образуя цилиндрическое влагалище. Стерильные побеги бороздчатые, ветвистые, зеленые, ассимилирующие. Функции ассимиляции выполняют также многочисленные зеленые боковые ветви, сидящие мутовками. Они закладываются в пазухах листьев и, развиваясь прорывают влагалище. Рассматривают в лупу боковую ветку хвоща и сравнивают ее с главным стеблем и отмечают, что их строение одинаковое, членистое. В лупу хорошо видно, что поверхность междоузлий продольнобороздчатая. Число бороздок, чередующихся с параллельными ребрышками, равно числу листьев, т. е. зубцов влагалища. Прослеживают направление ребрышек при переходе с одного междоузлия к другому и отмечают, что ребрышки на одном междоузлии продолжают в бороздки на другом, и наоборот.
Хвощ полевой размножается вегетативно, развивая подземные побеги. В поле при механической обработке почвы подземные побеги хвоща разрываются на части, которые продолжают развиваться как отдельные растения, усиливая засоренность поля.
Размножение при помощи спор связано с появлением весенних побегов. Они также членистые, не зеленые, а розовато-бурые, не ветвящиеся, со спороносными колосками на верхушках. Весенний побег имеет колосок и его подставку. Рассматривают мутовки сросшихся листьев, лишенных хлорофилла и образующих влагалища у оснований междоузлий. На подставках влагалища вздутые и более крупные, чем на летних побегах.
Задание

1. 
   Составить морфологическое описание хвоща полевого, обратив внимание на важнейшие систематические признаки.
   
2. 
   Изучить строение спороносного колоска. Зарисовать колосок и спорангиофор со спорангием, сделать обозначения.
   

3. 
   Рассмотреть под микроскопом споры хвоща полевого и зарисовать 2 – 3 из них.
   
4. 
   Точно определить хвощ полевой и указать на признаки, отличающие его от близких видов.
   
5. 
   Составить схему жизненного цикла хвоща полевого.