Элодея аквариумная: строение и слои клеток листа под микроскопом

Элодея аквариумная: строение и слои клеток листа под микроскопом

Лист элодеи (Elodea canadensis)

Лист элодеи достаточно прозрачен, так как состоит всего из двух слоев клеток. Отделив лист от стебля, следует положить его в каплю воды на предметное стекло морфологически верхней стороной кверху и накрыть покровным стеклом (рис. 2).

Рис. 2. Клетки листа элодеи: 1 – оболочка; 2 – цитоплазма; 3 – хлоропласт с крахмальными зернами; 4 – хлоропласты с окрашенными иодом крахмальными зернами (стрелками показано направление движения цитоплазмы; увеличение 20 X 40)

При малом увеличении микроскопа видно, что клетки верхнего слоя листа крупнее, чем клетки нижнего, что все они вытянуты и по краю листа более прозрачны. Некоторые из краевых клеток образуют зубчики.

При большом увеличении микроскопа в клетках хорошо видна оболочка, зернистая цитоплазма, ядро и хлоропласты. Большую часть клеток заполняет бесцветный клеточный сок.

При рассмотрении более крупных клеток нижней трети листа хорошо заметно строение и расположение хлоропластов. Ядра часто не видно из-за обилия хлоропластов.

Меняя с помощью микрометрического винта положение тубуса микроскопа, можно рассмотреть клетки с поверхности, в сечении и с нижней стороны. При этом оказывается, что хлоропласты располагаются лишь в постенном слое, т. е. в цитоплазме. Хлоропласты имеют чечевицеобразную форму, поэтому при рассмотрении сверху (у верхней или у нижней стенки) они кажутся округлыми, а сбоку (у боковой стенки) – сплюснутыми. Хлоропласты двигаются вдоль стенок, увлекаемые током цитоплазмы. Скорость движения зависит от температуры, механических или химических раздражений. Примерная скорость движения цитоплазмы элодеи составляет около 0,1 мм/мин, но под микроскопом видимая скорость движения возрастает.

Если лист элодеи выдержать на ярком свету, то в результате процесса фотосинтеза в строме (теле) хлоропласта отложатся зерна первичного, или ассимиляционного, крахмала, которые будут заметны в виде одного или нескольких блестящих светлых зернышек. Если лист поместить в раствор иода в иодистом калии (стр. 91), то крахмальные зерна (рис. 2) приобретут характерный темно-синий цвет, а цитоплазма и ядро окрасятся в желтоватый цвет. Цитоплазма перестанет двигаться, так как иод, проникая в клетку, убивает ее.

На живой клетке элодеи можно наблюдать проявление свойства цитоплазмы, получившего название полупроницаемости или избирательной проницаемости. Это свойство присуще только живой цитоплазме, и обнаружение его в клетке может использоваться для отличения живой клетки от погибшей.

Свойство полупроницаемости цитоплазмы заключается в том, что ее пограничные слои легко проницаемы для воды и непроницаемы для растворов, содержащих крупные молекулы. Концентрация сахаров, кислот, белков, солей и других веществ в клеточном соке, находящемся в вакуоле, обычно выше концентрации веществ во внешней среде (почвенном растворе или водоеме). Поэтому на основании осмотических законов внутрь вакуоли будет поступать вода, “стремясь” выровнять концентрацию наружного раствора и клеточного сока. (Выравнивание концентраций не может идти путем выхода сахаров, кислот и других веществ из вакуоли, так как цитоплазма для них непроницаема.) Поступающая вода увеличивает объем вакуоли, которая прижимает цитоплазму к стенке клетки. В силу этого клеточные стенки испытывают так называемое тургорное давление, а клетка находится в состоянии натяжения – тургора.

Сила, с которой вода проникает внутрь вакуоли, называется сосущей силой клетки. Она зависит от разницы концентраций осмотически активных веществ в наружном растворе и в вакуоле.

Искусственно можно создать условия, когда концентрация наружного раствора будет больше концентрации клеточного сока, подействовав на клетки тем или иным гипертоническим раствором (5-10%-ный раствор калийной селитры, 30%-ный раствор сахара, 10%-ный раствор поваренной соли и др.). В этом случае вода из вакуолей будет проходить через протопласт в окружающий раствор (молекулы же сахара или соли пройти в вакуолю через протопласт не могут). При этом вакуоля сократится, цитоплазма в силу своей эластичности отстанет от стенок, а пространство между протопластом и стенками клетки заполнит внешний раствор. Это явление называется плазмолизом.

Плазмолиз легко наблюдать, подействовав на лист элодеи одним из названных гипертонических растворов. Для этого лист элодеи помещают на предметное стекло в каплю воды и накрывают покровным стеклом. При малом увеличении микроскопа выбирают клетку с хорошо заметной цитоплазмой. Затем на предметное стекло с одной стороны от покровного стекла наливают несколько капель гипертонического раствора так, чтобы он касался края покровного стекла, а с противоположной стороны подкладывают кусочек фильтровальной бумаги. Бумага будет отсасывать воду из-под покровного стекла, и гипертонический раствор будет втягиваться под стекло.

При наблюдении в микроскоп видно, что протопласт начинает в отдельных местах отставать от оболочки и приобретать неправильную угловатую форму (вогнутый плазмолиз). Затем протопласт полностью отделяется от всей поверхности оболочки и округляется, иногда распадаясь на несколько частей (выпуклый плазмолиз).

Если подобным же образом заменить раствор водой, то произойдет деплазмолиз.

Плазмолиз легко наблюдать также в клетках эпидермиса чешуи лука (рис. 3). В клетке, убитой иодом, спиртом и тому подобными веществами, явление плазмолиза не может быть вызвано, так как пограничные слои цитоплазмы становятся проницаемыми для любых веществ.

Рис. 3. Плазмолиз в клетках наружного эпидермиса чешуи лука (увеличение 10 X 40)

Всенепременно позвоните понравившейся шлюхе для того, чтобы уже сегодня она могла приехать к вам и получить удовольствие трахом. Они прекрасные индивидуалки очень хорошо осведомляются со своей работой по профообслуживания молодых пацанов.

Элодея аквариумная: строение и слои клеток листа под микроскопом

Элодея относится к однодольным, покрытосемянным, водным растениям сем. Водокрасовых (Hydrocharitaceae). В центральной России, включая Московскую область, широко представлен вид Elodea canadensis Michx. (Anacharis canadensis Planch.) в реках, озерах и прудах [1, 3]. Лист элодеи является классическим объектом для образовательных целей. На этом объекте школьники и студенты изучают строение живой растительной клетки, круговое движение цитоплазмы и хлоропластов, упаковку клеток в мезофилле листа и др. [4, 6]. В последние годы Элодея широко используется как биотест в экологическом мониторинге загрязнений водоемов в основном тяжелыми металлами и радионуклидами [2, 10]. Кроме этого, элодея входит в состав водных биоценозов гидрофитов и учитывается при описании флористического состава различных территорий.

В этой связи морфометрическая характеристика листовой пластинки элодеи в норме и при действии различных загрязнителей водной среды имеет значение для развития системы экологических биотестов и использования как морфологического параметра в систематике рода Элодеи.

В данной работе представлены результаты измерения основных морфометрических параметров клеток листовой пластинки Elodea canadensis Michx.

Материал и методы исследования

Морфометрический анатомический анализ листьев проводился под микроскопом МБС-10 с цифровой камерой Canon A-350. Поперечные срезы изготавливались вручную без фиксации и дополнительных окрасок. Микроморфология листовой пластинки изучалась под инвертированным микроскопом Olympus XI, имеющим на выходном оптическом порте цифровую камеру Olympus-330. Для регистрации движения цитоплазмы в клетках мезофилла использовалась установка, состоящая из микроскопа Olympus XI, 3-х матричного видекамкордера HD GY101 (фирма JVC, Япония) и проточной микрокамеры [7]. Кадры из фильмов захватывались при помощи платы и программы Pinnacle Studio v.9.

Для окончательной подготовки фотографий и микроморфометрического анализа использовались программы Photoshop 7.0, CorelDRAW v.11.633, PhotoM v.1.21(http://t_lambda.chat.ru) и ImageTool v.2.0. Статистический анализ данных проводился с использованием программы Statistica v.6.0

Результаты исследования и их обсуждение

1. Общее описание морфологии листовой пластинки Элодеи

В многочисленных статьях имеется морфологическое описание Elodea сanadensis. Общеизвестно, что Элодея имеет разветвленные стебли, которые могут быть закреплены на дне водоемов, но легко обрываются или обламываются, продолжая свое развитие в свободно плавающем состоянии. Листья Элодеи мелкие, сидячие, линейно-ланцетные с одной центральной жилкой, расположены на стеблях ложными мутовками, по 3-5 листьев в мутовке. Край листа содержит шиповидные зубцы, кончики которых направлены к вершине листовой пластинки. Самые молодые листья находятся на вершине веточек элодеи, содержат клетки, стенки которых тонкие и плотно контактируют друг с другом. Клетки заполнены цитоплазмой, содержат крупное ядро и хлоропласты. В более старых клетках сильно развита вакуоль, размеры хлоропластов увеличиваются [4, 6 и др.].

2. Размеры листовой пластинки

В табл. 1 представлены основные размеры листовой пластинки. Клетки мезофилла тянуться рядами вдоль центральной жилки, в «молодых» листьях таких рядов на верхней поверхности листа 15-20, у «зрелых» – 30-50. В центральной жилке количество продольных рядов клеток колеблется от 4 до 6. Клетки мезофилла и центральной жилки содержат большое число хлоропластов, которые совершают активное круговое движение вокруг центральной вакуоли. Край листа покрыт шиповидными зубцами, состоящими из одной – двух клеток.

Таблица 1

Морфометрические параметры листовой пластинки Элодеи

Ширина листа**, мм

* – «зрелый» лист – на расстоянии 3-4 см от верхушки побега; «молодой» лист из самой верхушки побега; ** – ширина в середине листовой пластинки; n = 10.

3. Морфометрическая характеристика клеток мезофилла

На рис. 1 представлена панорамная фотография половины верхней поверхности листовой пластинки Элодеи. Видно, что клетки верхнего слоя листовой пластинки расположены рядами, параллельно центральной жилки (таких рядов на рис. 1 – 37). Более крупные клетки лежат около центральной жилке и их площадь уменьшается ближе к краю листа. Результаты измерения площадей и линейных размеров клеток в разных зонах листовой пластинки приведены в табл. 2.

На рис. 2 представлена аналогичная панорама нижнего слоя, состоящего из рядов более мелких клеток (60 рядов). На фотографии видно, что под одной клеткой верхнего слоя клеток находится в среднем 2 слоя нижних клеток. В табл. 2 приведены результаты микрометрического анализа площади клеток нижнего слоя клеток в разных зонах листовой пластинки.

Таблица 2

Размеры клеток верхней и нижней поверхности листовой пластинки
Элодеи (рис. 1 и 2)

Клетки листовой пластинки

Размеры клеток в плоскости листа

Ширина, мкм, (n = 10)

Длина, мкм, (n = 10)

Площадь, мкм 2 , (n)

Шиповидные клетки по краю листа

Примечание: * ЦЖ – центральная жилка.

Рис. 1. Панорамная фотография половинки листа Элодеи. Верхняя поверхность. Об.20х

Рис. 2. Панорамная фотография половинки листа Элодеи. Нижняя поверхность. Об.20х

4. Поперечный срез листовой пластинки

Мезофилл листа элодеи, как указано выше, состоит из двух слоев клеток, отличающихся размерами. На рис. 3 показана контурная карта поперечного среза листа. Размеры площадей клеток и линейные размеры клеток приведены табл. 3.

Рис. 3. Контурная карта поперечного среза листа Элодеи:
а – г, последовательные части панорамы поперечного среза листа

Таблица 3

Площади клеток верхнего, нижнего слоя клеток листовой пластинки и центральной жилки на поперечном срезе листа (номера клеток соответствуют рис. 3)

Верхний слой клеток

Нижний слой клеток

Примечания: * – номера клеток центральной жилки; ** – ширина и высота клеток измерялись в нечетных клетках

Заключение

Клетки листовой пластинки в составе целого листа Элодеи представляют традиционный объект для изучения морфологии и физиологии растительных клеток in vivo. Особое отношение к клеткам листа Элодеи объясняются классическим круговым движением цитоплазмы клеток, скорость которого можно наблюдать и измерять по движению хлоропластов. Движение цитоплазмы является чрезвычайно чувствительным к различным физическим и химическим воздействиям и поэтому может использоваться как биотест в клеточной токсикологии. Кроме этого, лист Элодеи может с успехом использоваться для изучения динамики морфологических изменений растительных клеток при использовании химических фиксаторов, динамики взаимодействия клеток с прижизненными красителями и др. Все морфометрические характеристики, приведенные в данной работе, получены при анализе клеток с активным круговым движением цитоплазмы. Сегодня остается справедливым утверждение Дж. Бэйкера, высказанное им почти сорок лет назад: «. Имеется только один реальный возможный критерий, по которому можно определить: имеется ли изображение, которое мы видим в микроскопе хорошим отражением того, что существует в живой клетке? Этим критерием является сравнение с живой клеткой. » [5]. Живые клетки листьев Элодеи in situ входят в список цитологических объектов для изучения ряда фундаментальных проблем клеточной морфологии и физиологии [8, 9] и для решения практических задач экологического биомониторинга (см. например, [2]). Морфометрические характеристики клеток листовой пластинки Элодеи будут полезны для развития работ в указанных направлениях.

Дополнительные материалы к данной статье изложены в http://cam.psn.ru.

Работа выполнена на средства гранта РФФИ № 07-04-00510.

Список литературы

1. Ворошилов В.Н., Скворцов А.К., Тихомиров В.Н. Определитель растений Московской области. – М.: Наука, 1966. – С. 61-62.
2. Ипатова В.И., Дмитриева А.Г. Оценка токсичности тяжелых металлов с использованием высших водных растений // Экологические системы и приборы. – 2009. – №1. – С. 59-62.
3. Цвелев Н.Н. Семейство водокрасовые (Hydrocharitaceae) // Жизнь растений; под ред. А.Л.Тахтаджян. – М.: Просвещение. 1982. – С. 17-24.
4. Ченцов Ю.С. (ред.) Практикум по цитологии. – М.: Изд-во Московского государственного университета, 1988. – С. 25-29.
5. Bakеr J.R. Cуtological Technique. – London: Mеthuen. 1966. – P. 19-155.
6. Braune W., Leman A., Taubert H. Pflanzenantomisches praktikum. – Jena: VEB Gustav Fischer Verlag. – 1967. – P. 60, 67-68.
7. Budantsev A.Yu. Microchambers for inverted micro-scopes // Biotechnic and Histochemistry. – 2007. – Vol. 82, №4-5. – P. 263-266.
8. Mersey B., МсCully M.E. Monitoring of thе сoursе of fixation of plant сеlls// Journal of Microscopу. – 1978. – Vol. 114, Pt. 1. – Р. 49-76.
9. O´Brien T.P., McCully M.E. The study of plant structure principles and selected methods. – Melbourne: Blackwell Sci.Publ., 1981. – Р. 4.19-4.36.
10. Olette R., Couderchet M., Biagianti S., Eullaffroy P. Toxicity and removal of pesticides by selected aquatic plants // Chemosphere. – 2008. – Vol. 70, №8. – Р. 1414-1421.

Рецензенты:

Рощина В.В., д.б.н., ведущий научный сотрудник Учреждения РАН Института биофизики клетки, г. Пущино;

Мошков Д.А., д.б.н., профессор, зав. лабораторией Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, г. Пущино.

Элодея аквариумная: строение и слои клеток листа под микроскопом

24. На рисунке художник перепутал последовательность действий при приготовлении микропрепарата. Обозначьте цифрами правильную последовательность действий и опишите ход приготовления микропрепарата.

1. Нанести на предметное стекло пипеткой 1-2 капли воды.
2. При помощи препаровальной иглы осторожно снять небольшой кусочек прозрачной луковой кожицы.
3. Положить кусочек кожицы лука в каплю воды. Аккуратно расправить кожицу лука на предметном стекле препаровальной иглой и пинцетом.
4. Накрыть подготовленный микропрепарат покровным стеклом.

25. Пользуясь текстом и рисунками 19 и 20 учебника, изучите строение растительной клетки, а затем выполните лабораторную работу «Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом» (см. с. 36—37 учебника).

Лабораторная работа: «Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом»

1. Рассмотрите на рисунке 18 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.

2. Подготовьте предметное стекло, тщательно протерев его марлей.

3. Пипеткой нанесите 1—2 капли воды на предметное стекло.

4. При помощи препаровальной иглы осторожно снимите маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком иглы.

5. Накройте кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке.

6. Рассмотрите приготовленный препарат при малом увеличении. Отметьте, какие части клетки вы видите.

При малом увеличении можно увидеть оболочку клетки, ядро клетки и цитоплазму клетки лука. Если же внимательно присмотреться, то можно также разглядеть вакуоли клетки.

7. Окрасьте препарат раствором йода. Для этого нанесите на предметное стекло каплю раствора йода. Фильтровальной бумагой с другой стороны оттяните лишний раствор.

8. Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли?

Препарат лука изменил цвет и стал фиолетовым. Стали более заметно видны части отдельных клеток: ядро, оболочка, вакуоли и цитоплазма. Стали виды поры оболочки клеток (маленькие фиолетовые точки).

9. Рассмотрите препарат при большом увеличении. Найдите на нём тёмную полосу, окружающую клетку, — оболочку; под ней золотистое вещество — цитоплазму (она может занимать всю клетку или находиться около стенок). В цитоплазме хорошо видно ядро. Найдите вакуоль с клеточным соком (она отличается от цитоплазмы по цвету).

10. Зарисуйте 2—3 клетки кожицы лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.

Вывод: Кожица лука состоит из клеток, которые включают в себя ядро с ядрышком, оболочку с порами, вакуоли и цитоплазму.

26. Выполнив лабораторную работу «Пластиды в клетках листа элодеи» (см. с. 37 учебника), зарисуйте строение клетки листа элодеи. Сделайте надписи к рисунку.

Лабораторная работа: «Пластиды в клетках листа элодеи»

1. Приготовьте препарат клеток листа элодеи. Для этого отделите лист от стебля, положите его в каплю воды на предметное стекло и накройте покровным стеклом.

2. Рассмотрите препарат под микроскопом. Найдите в клетках хлоропласты.

3. Зарисуйте строение клетки листа элодеи.

Вывод: Помимо оболочки, ядра, цитоплазмы и вакуоли клетки элодеи содержат ещё пластиды — мелкие тельца, расположенные в цитоплазме клетки.

27. Какого цвета могут быть пластиды? Какие ещё вещества, находящиеся в клетке, окрашивают органы растения в разные цвета?

Пластиды могут быть самых разных цветов:

• хлоропласты — зелёные;
• хромопласты — жёлтые, красные или оранжевые;
• лейкопласты — бесцветные.

Кроме того красящие вещества могут также находиться в клеточном соке, который содержится в вакуолях клетки.

28. На рисунке подпишите основные части растительной клетки.

Описание и выращивание элодеи

Для украшения аквариумов широко используется элодея, или прудовик. Растение не требует сложного ухода, неприхотливо и быстро разрастается. Оно не только украшает водоем, но и приносит пользу. Однако сок может быть ядовитым для некоторых рыб и других водорослей.

Такой внешний вид имеет неприхотливое, но красивое растение – элодея.

Описание и характеристики элодеи

Водоросль относится к семейству водокрасовых. Родиной ее считается Северная Америка. В природе ее можно увидеть в озерах и прудах, поэтому она имеет еще одно название – прудовик.

Помимо естественных водоемов элодея хорошо приживается в аквариумах.

Узнать растение можно по характерным внешним признакам:

Строение клеток листьев элодеи.

Длинные ветвящиеся стебли напоминают шнуры. Побеги ломкие. В длину достигают 2 м.

Рассматривая строение клетки водоросли под микроскопом, можно увидеть, что каждый листок состоит из 2 слоев клеток. В верхнем слое клетки крупнее, чем в нижнем.

Если в аквариум бросить отдельную веточку, она быстро разрастается и пускает побеги.

За короткое время образуются густые заросли, похожие на изумрудную сетку. Особенно бурно разрастается водоросль летом. В это время приходится удалять часть побегов. В стоячей воде без фильтров и аэрации растет медленнее из-за тонкой оболочки из углекислого газа.

Виды растения

В аквариумах разводят 3 вида растения:

1. Элодея густолиственная. Этот вид наиболее популярен среди аквариумистов. Он продается в большинстве специализированных магазинов. Отличается коричневатым оттенком стеблей у основания. Окрас листьев от бледного до ярко-зеленого, длина пластинок до 5 см. В водоеме быстро создает плотные густые заросли. Корни развиты слабо. При разведении в аквариумах побеги вырастают до 70 см в длину. На них образуются большие белые цветки с тремя лепестками. Растет в течение всего года.
2. Не менее распространенный вид – элодея зубчатая, или денса. Ее побеги более легкие и тонкие, заросли получаются более прозрачные по сравнению с густолиственной. Через них свет свободно проникает во все отделы аквариума. Эта разновидность удобна для разведения в маленьких аквариумах. Слишком густые заросли в небольшом резервуаре мешают передвижению рыб. Этот вид элодеи обладает высокими декоративными свойствами и создает для рыб укрытия.
3. Канадская разновидность – многолетнее растение с длинными побегами. Отдельные стебли вырастают в длину до 2 м. Мощных корней нет, поэтому прудовик свободно плавает по водоему или прикрепляется к грунту длинными воздушными корешками – ризоидами. Стебли тонкие и ломкие. На них вырастают полупрозрачные листья ярко-зеленого цвета. Этот вид лучше растет в холодной воде. Неприхотлив и хорошо приспосабливается к разным условиям.

Как правильно посадить

Сажать элодею в аквариуме можно несколькими способами:

1. Пустить побеги свободно плавать в воде. Растение способно жить и расти без укоренения.
2. Посадить стебли в почву. Лучше всего укоренять в промытый речной песок.

Если новое растение куплено в магазине, его заворачивают во влажную вату. Принеся побег домой, нужно удалить вату и хорошо промыть корешки, если они есть. Для посадки понадобится тонкий пинцет. Захватывают кончик стебля и осторожно заглубляют в субстрат. Можно в этом месте прижать побег камешком.

Высаживать в грунт элодею лучше у задней стенки водоема.

Условия содержания элодеи в аквариуме

Оптимальные условия для разведения элодеи в искусственном водоеме:

1. Температура воды должна быть в диапазоне от +14 до +23°С. Канадская разновидность предпочитает более прохладную воду – не выше +20°С. Если в аквариуме слишком тепло или холодно, элодея перестает расти.
2. Оптимальный уровень рН составляет от 6,5 до 7,5.
3. Жесткость воды может быть любой. Однако при пересадке важно, чтобы жесткость на новом и старом месте была одинаковой. Резкие перепады губительны для растения. Допускается пересадка из слишком жесткой воды в мягкую, но не наоборот.
4. Элодея не любит соли в воде. Если другие обитатели аквариума нуждаются в лечении солью, растение нужно предварительно удалить.
5. Вода должна быть чистой и прозрачной, чтобы растение получало достаточно солнечного света. В мутной воде оно может заболеть и погибнуть.
6. Освещение требуется яркое и равномерное. От недостатка света ярко-зеленая окраска сменяется на бурую. Затем растение сбрасывает листья и гибнет. Длительность светового дня должна быть не менее 10 – 12 часов.
7. Скорость течения воды должна быть небольшой, иначе водоросли будут скапливаться в одном углу водоема. Из-за этого пострадают декоративные свойства.

Элодея образует под водой густые заросли, из-за чего получила название “водяная зараза”.

Элодея использует в качестве питания продукты жизнедеятельности рыб и других водных обитателей. Поэтому ей не нужны дополнительные удобрения и подкормки. Подача в воду небольшого количества углекислого газа ускоряет рост водоросли.

Прудовик растет быстро и может занять весь объем аквариума. Поэтому он нуждается в периодической обрезке. Перед тем как удалять лишние побеги, растение нужно извлечь из аквариума. Подойдет специальный сачок или грабли. Такие меры связаны с ядовитыми свойствами сока растения. Если начать обрезку прямо в аквариуме, могут погибнуть мелкие рыбы.

Листья и побеги хорошо поглощают из воды грязь и взвесь мелких частиц. Однако это не значит, что аквариум не нуждается в чистке. Стебли элодеи периодически нужно ополаскивать чистой проточной водой.

Польза и вред

Элодея не только украшает аквариум, но и приносит пользу:

1. Водоросли активно поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород, который необходим другим водным жителям.
2. Для мелких рыбок (меченосцев, гуппи) служит укрытием.
3. Очищает аквариум от грязи, поглощает продукты метаболизма рыб.
4. Уничтожает болезнетворные микроорганизмы, заражающие аквариум.
5. Подавляет рост других водорослей, нежелательных для водоема. Благодаря быстрому росту и поглощению питательных веществ не дает разрастаться черной бороде и нитчатке.
6. Некоторые виды рыб – золотые, скалярии – любят объедать листья элодеи.

Вред растения заключается в ядовитом соке. Для человека и крупных пород рыб токсин не опасен. А мелкие виды (длиной менее 5 см) могут пострадать. Чтобы этого избежать, нельзя оставлять в водоеме поврежденные стебли и проводить обрезку прямо на месте.

Положительное и отрицательное влияние элодеи на экосистему.

Размножение аквариумной элодеи

В природе элодея размножается семенами. Это возможно только на родине растения. В аквариуме размножить элодею можно черенкованием.

Начинать размножение нужно в конце мая. Извлекают из воды растение и срезают несколько молодых побегов длиной до 20 см, сохраняя ростовые почки. Для них нужно подготовить грунт с небольшим количеством извести. В почву элодею сажают пучками.

Постепенно стебли укореняются и начинают интенсивно расти. Корни образуют даже случайно обломившиеся побеги.

Другой способ размножения черенками – налить в емкость немного воды и пустить плавать несколько стеблей. В течение недели побеги вырастают на 15 – 20 см.

Водные растения (Ю. В. Килякова, 2013)

В практикуме изложены лабораторные работы по цитологии, гистологии, органографии и систематике водных растений. Каждая работа содержит краткий справочный материал, описание хода работы, контрольные вопросы.

Оглавление

• 1 Лабораторная работа № 1. Особенности строения растительной клетки
• 2 Лабораторная работа № 2. Типы растительных тканей и особенности строения их в вегетативных органах высших растений
• 3 Лабораторная работа № 3. Вегетативные органы растений. Метаморфозы корня и побега
• 4 Лабораторная работа № 4. Генеративные органы растений: цветок, семя и плод

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Водные растения (Ю. В. Килякова, 2013) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

1 Лабораторная работа № 1

Особенности строения растительной клетки

Цель: отработать навыки приготовления временных препаратов, научиться находить на препарате отдельные клетки и их основные органоиды, изучить свойства клеточных стенок на примере плазмолиза и деплазмолиза.

Оборудование и материалы: микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, пипетки, скальпели, пинцеты, листья элодеи канадской, 10 % раствор NaCl, фильтровальная бумага.

1. Зарисовать внешний вид листа элодеи канадской.

2. Приготовить временный препарат и рассмотреть под микроскопом строение клетки элодеи канадской.

3. Зарисовать строение клетки элодеи канадской и обозначить основные органоиды.

4. Изучить явление плазмолиза и деплазмолиза, сделать соответствующие рисунки.

Теоретический материал. Строение растительной клетки

Клетка – основная форма организации живой материи, элементарная единица организма. Она представляет собой самовоспроизводящуюся систему, которая обособлена от среды и сохраняет определенную концентрацию химических веществ, но одновременно осуществляет постоянный обмен с ней. Растительные клетки чрезвычайно разнообразны по форме, размеру и внутреннему строению. Это связано с разделением функций в многоклеточном организме. Клетка одноклеточного организма универсальна и выполняет все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности и самовоспроизводства.

Типичная растительная клетка состоит из протопласта, или живого содержимого, и клеточной оболочки. Протопласт содержит органоиды: цитоплазму, ядро, митохондрии, пластиды и вакуоли. Характерной особенностью растительной клетки (в отличие от клеток животных и грибов) является наличие пластид, вакуолей, заполненных клеточным соком, жесткой целлюлозопектиновой клеточной оболочки, расположенной кнаружи от цитоплазматической мембраны, и отсутствие центриолей при делении (рисунок 1).

1 – ядро; 2 – ядерная оболочка (две мембраны – внутренняя и внешняя и перинуклеарное пространство); 3 – ядерная пора; 4 – ядрышко; 5 – хроматин; 6 – ядерный сок; 7 – клеточная стенка; 8 – плазмалемма; 9 – плазмодесмы; 10 – эндоплазматическая агранулярная сеть; 11 – эндоплазматическая гранулярная сеть; 12 – митохондрии; 13 – свободные рибосомы; 14 – лизосомы; 15 – хлоропласт; 16 – диктиосома аппарата Гольджи; 17 – гиалоплазма; 18 – тонопласт; 19 – вакуоль с клеточным соком

Рисунок 1 – Схема строения растительной клетки (электронная микроскопия)

Молодые клетки почти полностью заполнены цитоплазмой. Многочисленные вакуоли мелкие, слабо заметны, стенка клетки тонкая. Постепенно накапливается клеточный сок, число вакуолей уменьшается, а их объем увеличивается. Ядро окружено цитоплазматическим мешком, который тяжами соединен с постенным слоем цитоплазмы. В полностью сформированных старых клетках ядро оттеснено в постенный слой цитоплазмы, почти вся полость клеток занята крупной центральной вакуолью. Площадь клеточной стенки и ее толщина увеличились. Такой рост клеток и изменения в них показывают, что цитоплазма и ядро составляют ее живое содержимое – протопласт, а клеточная стенка и клеточный сок являются производными протопласта, продуктами его жизнедеятельности. От клеточного сока протопласт отделен мембраной, которая называется тонопластом, от клеточной стенки – другой мембраной – плазмалеммой. Протопласт состоит из двух структурных систем – цитоплазмы и ядра. В протопласте осуществляются все основные процессы обмена веществ (рисунок 1).

Особенности строения растительной клетки изучают на временном препарате листа элодеи канадской. Элодея канадская – многолетнее растение, полностью погруженное в воду (рисунок 2). Элодею еще называют ―водяной чумой‖ за способность к быстрому размножению. Родина растения – Северная Америка, где она растёт в обилии по стоячим и медленно текущим водам, в прудах, глубоких канавах, речных заводях, старицах, каналах. В России встречается в европейской части и Западной Сибири.

Рисунок 2 – Элодея канадская (Elodea canadensis)

Для приготовления препарата выполните следующие действия:

1. Предметное и покровное стекла протрите салфеткой.

2. Пипеткой капните 1-2 капли воды на предметное стекло.

3. Пинцетом аккуратно отделите один листочек от веточки, положите его в каплю воды на предметное стекло выпуклой стороной вверх и накройте покровным стеклом.

4. Рассмотрите приготовленный вами препарат при увеличении в 56 раз (объектив x 8, окуляр x 7).

5. Рассмотрите клетки при увеличении микроскопа в 300 раз (объектив x20, окуляр x15). Найдите на препарате отдельные клетки и их основные органоиды (рисунок 3).

Рисунок 3 – Клетки листа элодеи канадской под микроскопом

На препарате, приготовленном в капле воды, хорошо видны светлые стенки клеток, в которых иногда заметны неутолщенные места – поры. Внутри каждой клетки в бесцветной зернистой цитоплазме можно наблюдать ядро с одним-двумя ядрышками. В более молодых клетках ядро находится в центральной части и окружено цитоплазмой, расходящейся тяжами к стенке. Между тяжами цитоплазмы расположены вакуоли, заполненные клеточным соком.

Плазмолиз в клетках листа элодеи канадской

Плазмолиз – это отделение протопласта от оболочки при воздействии на растительную клетку гипертонических растворов, то есть раствора вещества, концентрация которого больше концентрации веществ в клеточном соке. Плазмолиз обратим (возвращение протопласта в исходное положение получило название деплазмолиза). Динамика плазмолиза следующая: сначала этим процессом охватываются крайние клетки среза, а затем – остальные, протопласт сжимается и отходит от клеточных стенок.

Причина плазмолиза – диффузия воды через перегородку в сторону раствора с более высокой концентрацией из области раствора с более низкой концентрацией.

В клетках листа элодеи канадской цитоплазма обладает большой вязкостью, поэтому сначала будет наблюдаться отставание от клеточной стенки лишь в отдельных местах, чаще всего в уголках. Плазмолиз такой формы называют уголковым (рисунок 4, Б). Затем протопласт продолжает отставать от клеточных стенок, сохраняя связь с ними в отдельных местах, поверхность протопласта между этими точками имеет вогнутую форму. На этом этапе плазмолиз называют вогнутым (рисунок 4, В).

Постепенно протопласт отрывается от клеточных стенок по всей поверхности и принимает округлую форму. Такой плазмолиз носит название выпуклого (рисунок 4, Г). Если у протопласта связь с клеточной стенкой в отдельных местах сохраняется, то при дальнейшем уменьшении объема в ходе плазмолиза протопласт приобретает неправильную форму. Протопласт остается связанным с оболочкой многочисленными нитями Гехта. Такой плазмолиз носит название судорожного (рисунок 4, Д).

А – клетка в состоянии тургора; Б – уголковый плазмолиз; В – вогнутый плазмолиз; Г – выпуклый плазмолиз; Д – судорожный плазмолиз; Е – колпачковый плазмолиз.

1 – оболочка, 2 – вакуоль, 3 – цитоплазма, 4 – ядро, 5 – нити Гехта

Рисунок 4 – Плазмолиз растительной клетки

При длительном нахождении клеток в растворе плазмолитика (15 мин. и более) цитоплазма набухает в удлиненных клетках, там, где протопласт не касается клеточных стенок, образуются так называемые колпачки цитоплазмы. Такой плазмолиз носит название колпачкового (рисунок 4, Е).

Чтобы наблюдать плазмолиз на том же препарате, который вы использовали при выполнении предшествующих заданий, около одного края покровного стекла нанесите каплю 10 % раствора поваренной соли, с другой стороны положите полоску фильтровальной бумаги. Через несколько минут в клетках листа элодеи канадской будут заметны изменения. Отметьте, какие они. Затем при помощи фильтровальной бумаги уберите раствор плазмолитика и замените его чистой водой. Пронаблюдайте, что происходит в клетках.

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте определение понятию «клетка».

2. Перечислите основные отличительные черты растительной клетки (отличия от клеток животных и грибов).

3. Назовите основные органеллы растительной клетки.

4. Что такое плазмолиз и деплазмолиз?

5. Назовите основные формы плазмолиза.

Оглавление

• 1 Лабораторная работа № 1. Особенности строения растительной клетки
• 2 Лабораторная работа № 2. Типы растительных тканей и особенности строения их в вегетативных органах высших растений
• 3 Лабораторная работа № 3. Вегетативные органы растений. Метаморфозы корня и побега
• 4 Лабораторная работа № 4. Генеративные органы растений: цветок, семя и плод

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Водные растения (Ю. В. Килякова, 2013) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Особенности аквариумного растения элодеи: разбираемся досконально

Многие любители домашних рыбок стараются красиво оборудовать их жилище, используя для этого аквариумное растение элодею. Относится оно к семейству водокрасовых и считается одним из самых популярных водных растений. Благодаря ускоренному росту и способности плотно заполнять водяную емкость, это растение называют водяной чумой.

Описание элодеи, фото

Элодея — аквариумное растение, которое служит, по большей части, своеобразным водяным фильтром. Растение родом из Северной Америки, в Европе оно появилось случайно в XIX веке, и довольно быстро распространилось. Водоросль заполняет собой огромную площадь водоёма, в котором находится, поэтому её и прозвали «водяной чумой». Ранее частыми были случаи, когда прохождению судна или рыболовству мешала эта растительность.

Водоросль представляет собой длинные вьющиеся ломкие стебли, с мутовчато расположенными на них ярко-зелёными листьями. Они довольно хрупкие, полупрозрачные. Как выглядит элодея, можно посмотреть на фото. Молодые побеги легко отделяются и уплывают с течением, со временем выпуская длинные корешки. Когда побег достигает метровой длины, он может с лёгкостью укорениться на почве.

У водоросли есть мужские и женские особи. В особенно благоприятных условиях они могут цвести. Стебли, добравшись до поверхности воды, выпускают свои цветки наружу. Цветки женских особей имеют три внутренних, три внешних лепестка и три малиновых рыльца. Цветы мужской особи имеют девять пыльников и двадцать почек в завязи. В Европе и России мужских особей практически нет. А размножается элодея путём черенкования.

Внешний вид элодеи и способы её размножения

Несмотря на всю простоту, растение имеет привлекательный вид. Форма элодеи напоминает лиану с тонким стеблем и расположенными по всей его длине полупрозрачными листочками. Их длина два сантиметра, а ширина 5 миллиметров. Цвет молодого растения ярко-зелёный. Старея, его стебли начинают темнеть, а листья мельчать. Все виды водяной чумы имеют незначительные отличия между собой.

Больше всего в аквариумах высаживают канадскую элодею, которая может выжить при температуре воды 12°С. Часто её используют при нересте рыб, чьи мальки прячутся в густых зарослях.

Зубчатая элодея происходит из Южной Америки. Благодаря этому она может выдерживать высокую температуру воды, при которых другие её виды неизбежно погибнут. Чтобы разводить этот вид анахариса, необходимо обеспечить его также хорошим освещением.

Элодея Денса – это густолистое растение. Его внешний вид будет меняться в зависимости от изменения условий в аквариуме. Этот вид отличается ещё и тем, что способен выделять большее количество кислорода, чем другие элодеи.

Длина водяной чумы может достигать от одного до трёх метров. В таком случае её необходимо прореживать, отрезать старые стебли, также можно подрезать верхушки.

Это водное растение можно высаживать непосредственно в грунт или бросать черенки в воду. В обоих случаях оно будет одинаково хорошо и быстро разрастаться. В случае высадки в грунт на стеблях появятся корешки белого цвета для того, чтобы удержать растение на дне. К тому же они делают внешний вид элодеи более интересным.

Где и в каких целях используют элодею

Водоросль часто используется в садовых прудах для их самоочищения. Зелёное растение быстро растёт и создаёт живописные зелёные круги на глади воды. Однако, запуская растение в водоём, необходимо понимать, что вывести её оттуда уже не получится.

Для очищения аквариумной воды элодея незаменима. Она:

• обогащает воду кислородом, что чрезвычайно полезно для обитателей аквариума;
• препятствует размножению и появлению гнилостных бактерий;
• красиво озеленяет аквариум;
• служит убежищем для мальков;
• используется как удобрение;
• некоторые рыбы используют её в качестве пищи.

Поскольку водоросль довольно быстро разрастается, её растительность необходимо регулярно урезать.

Элодея — отличное растение для изучения строения клетки. В клетке листьев водоросли под микроскопом хорошо видно движение цитоплазмы. В зависимости от температуры движение то ускоряется, то замедляется. Рассмотрение под микроскопом строение листа водоросли часто используют в школьной программе для изучения деления клетки.

История и отличительные черты

Как уже упоминалось, это растение впервые было обнаружено в стоячих водоемах Северной Америки и Канады. Первое знакомство европейцев с элодеей произошло в 19 веке, когда она была случайным образом завезено торговцами с Нового Света. После этого, она стремительным образом проникла во многие водоема, где прочно укоренилась и по сегодняшний день. Иногда даже возникали ситуации, что разрастаясь это растение создавало серьезные проблемы для судоходства. Также стоит отметить, что некоторые государства отнесли эту растительность к инвазивным видам.

Но элодея может обладать и положительными чертами. Так, к ним относят:

1. Стремительный рост, благодаря чему она может с легкостью применяться в качестве кормов для домашних животных.
2. Способность к накоплению солей тяжелых металлов и радионуклидов, что позволяет значительно улучшить экологическую обстановку в местах ее обитания.
3. Отличное учебное пособие для подростков. Так, элодея под микроскопом станет отличным объектом для изучения, где можно сделать первые наблюдения о движении и делении клеток.
4. Нетребовательность в уходе. Это растение прекрасно себя чувствует как в мягкой, так и в жесткой воде. Единственное, что может несколько нарушить гармонию — это резкие изменения с жесткой на мягкую воду и наоборот.

В каких условиях выращивать растение

Элодея будет развиваться довольно быстро, если соблюдать некоторые условия её выращивания.

1. Черенки для размножения должны быть не короче 20 сантиметров.
2. Оптимальная температура воды в аквариуме 16–24 градуса. Тропический аквариум с температурой воды больше 28 градусов не подойдёт.
3. Вода должна быть пресной. В солёной воде водоросль не выживет.
4. Жёсткость воды не имеет значения. Однако не стоит пересаживать элодею из жёсткой воды в мягкую и наоборот.
5. Для холодного времени года стоит позаботиться об искусственном источнике освещения для растения, т. к. зимой оно чувствует сильный недостаток света.
6. Воду необходимо периодически фильтровать или менять. Дело в том, что водоросль собирает муть в аквариуме, и она оседает на его листьях. Это хорошо для обитателей аквариума, кроме самой водоросли.

Полезные свойства

Укрытие. Элодею часто используют как защитные заросли для мальков, а также для живородящих видов рыб (гуппи, меченосцы).

Корм. Это растение также используют как подкормку для золотых рыбок или как лакомство для других видов рыб, к примеру, тетр или скалярий.

Считается, что элодея ядовита. Но концентрация яда в ее соке настолько мала, что взрослые рыбы с удовольствием ее поедают без вреда для здоровья. Все же если в аквариуме есть нежные креветки, то рекомендуется обрезать это растение вне емкости.

Очищение. Анахарис играет роль фитофильтра, поглощая из воды органику, тем самым не допуская появления в аквариуме нежелательных водорослей, от которых зачастую очень сложно избавиться.

Аэрация. Благодаря интенсивному фотосинтезу элодея обогащает воду кислородом. Она может самостоятельно обеспечить им аквариум средних размеров.

Элодея – содержание и уход

Элодея – пресноводное растение. Она хорошо растет в любой емкости, однако в аквариуме с соленой морской водой растение погибнет. Особого ухода непривередливая элодея не требует. Температура воды надо поддерживать в пределах от +14°С до +25°С. Жесткость и кислотность воды для растения не важны. Однако следует помнить, что эти условия не должны меняться слишком резко, поскольку это может отрицательно сказаться на росте водяной чумы.

Поскольку элодея разрастается очень быстро, то вскоре может заполнить собой все пространство аквариума. Зеленые растения очень украшают домик для рыб, однако, когда заросли станут слишком густыми, их надо периодически прореживать и обрезать. Для этого растение надо вынуть из емкости, так как сок элодеи содержит яд, который может погубить и рыбок, и всю остальную живность аквариума.

Элодея – как сажать в аквариум?

Водная элодея в аквариуме может расти без укоренения, просто плавая в воде. Можно стебли ее посадить в грунт. Хорошо, если это будет крупный речной песок. Если вы купили растение в вате, то, прежде чем опускать его в аквариум, надо удалить вату и тщательно промыть корни, если таковые имеются и только потом можно приступать к посадке. Взяв пинцетом за краешек стебля элодеи, надо аккуратно заглубить его в грунт. Можно сверху придавить растение камешком. Такие плавающие по поверхности аквариума растения лучше высаживать у его задней стенки.

Элодея – размножение

Размножается аквариумное растение элодея очень легко черенкованием стебля. Лучше приживется на новом месте черенок длиной около 20 см. Его нужно поместить в аквариум. Через некоторое время у него появятся тонкие белые корешки, и тогда элодею можно будет укоренить в грунт или же оставить ее разрастаться дальше, просто плавая в воде. Вскоре элодея в аквариуме разрастется и станет ярким украшением для рыбьего домика.

Размножение

Хоть это растение и растет практически в любом водоеме, многих интересует вопрос о том, как же происходит процесс его размножения. Этот процесс происходит следующим образом: от растения отделяются участки побегов, достигающие до 1 метра в длину, и переносятся на доступный свободный участок водной среды, где они уже начинают цвести. Значительно отличается ее размножение в аквариуме. В этом случае этот процесс происходит только при помощи черенкования, минимальная длина которых должна быть не менее 200мм.

Стоит отметить, что это растение может быть как женского, так и мужского пола.

Для того чтобы определить пол достаточно взглянуть на сам цветок. Так у женского различают по 3 лепестка как внутри, так и снаружи. И это уже не говоря про бахромчатые ральцы с ярко-малиновым окрасом. Также женские особи обладают и чашелистником красного и зеленого оттенка.

Для мужских цветков характерно наличие 9 пыльников, а в самой завязи насчитывается до 20 семяпочек. Но, как правило, в наших климатических условиях мужские особи не приживаются. Поэтому растет растение это на своей исторической родине. Фото растения мужского пола можно увидеть ниже.

Элодея зубчастая

Как правило, элодея зубчастая, встречается в тропических широтах. Поэтому растет растение это довольно комфортно и при высоких температурах. Благодаря этому оно идеально подходит для использования в емкостях тропического плана. Что касается внешнего вида, то это элодея зубчатая представлена удлиненными, ярко-зелеными листьями, длина которых составляет 15-20 мм. В выращивании и размножении ее также не возникает особых проблем.

Элодея канадская

Канадская элодея, изображенная на фото ниже, на сегодня является одним из наиболее популярных аквариумных растений по всему миру. Кроме того, стоит особо отметить, что элодея канадская предпочитает холодную воду и растет растение практически во всех прудах и водоемах. Кроме того, это растение становится превосходным защитным укрытием для мальков, что делает его незаменимым растением для каждого из аквариумистов.

Ухаживание и содержание никоим образом не отличается от видов, указанных выше.