Гидроботаника. Особенности морфологии и анатомии водных растений

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ 

ПОЛИТИКИ И РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

УНИВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

Виноградова Н.Д.

ГИДРОБОТАНИКА

ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ 

И АНАТОМИИ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ

Учебно-методическое пособие 

Санкт-Петербург

2021

УДК 581.[4+8]:581.526.3(075.8)

Составитель:

Виноградова Н.Д. – доцент кафедры кормления и гигиены животных 
ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Рецензент:

Трушкин В.А. – доцент кафедры клинической диагностики ФГБОУ ВО 

СПбГУВМ, кандидат ветеринарных наук, доцент

Виноградова Н.Д. Гидроботаника. Особенности морфологии и анатомии 
водных растений : учебно-методическое пособие / Н.Д. Виноградова ;
МСХ РФ, СПбГУВМ. – Санкт-Петербург: СПбГУВМ, 2021. – 64 с.

В учебно-методическом пособии обобщены ботанические сведения по 
особенностям морфологического и анатомического строения высших 
водных
растений, 
а
также 
приведены 
задания 
для 
проведения 

лабораторных занятий, которые проходят параллельно с изучением 
основного теоретического курса по дисциплине «Гидроботаника». В конце 
разделов приведены вопросы для самоконтроля для закрепления знаний 
обучающихся. 
Учебно-методическое 
пособие 
предназначено 
для 
лабораторно
практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине 
«Гидроботаника» для обучающихся по направлению подготовки 35.03.08 
«Водные биоресурсы и аквакультура» 
ФГБОУ ВО СПбГУВМ очной 

формы обучения
уровень подготовки бакалавриат и осваивающих 

основную профессиональную образовательную программу в соответствии 
с требованиями ФГОС. Учебно-методическое пособие позволяет закрепить 
теоретические знания и сформировать требуемые компетенции.

Рекомендовано 
для 
издания 
методическим 
советом 
ФГБОУ 
ВО 

СПбГУВМ.

Протокол  № 10 от 28.12.21г.

Публикуется в авторской редакции

© ФГБОУ ВО СПбГУВМ, 2021

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..
4

1 ТЕМА 1. Особенности строения растительной клетки …………..
6

Вопросы для самоконтроля………………………………………….
15

2 ТЕМА 2. Типы растительных тканей и особенности строения их в 

вегетативных органах высших растений ……………………………

16

Вопросы для самоконтроля……………………………………….....
24

3
ТЕМА 3. Вегетативные органы растений. Метаморфозы корня и 
побега …………………………………………………………………

25

Вопросы для самоконтроля………………………………………....
42

4 ТЕМА 4. Генеративные органы растений: цветок, семя и плод ….
44

Вопросы для самоконтроля …………………………………………
63

Рекомендуемая литература …………………………………………
64

Введение

Водные растения включаются ботаниками в особую экологическую 

группу гигрофитов. Одни растения этой группы живут только в воде 

(гидрофиты), другие на суше, но в местах с высокой или избыточной 

влажностью почвы. Все гигрофиты имеют общие черты в строении и образе 

жизни. Жизненные процессы в организмах водных растений складываются 

под воздействием тех же факторов, что и на суше.

В воде по сравнению с воздушной средой меньше кислорода, большая 

плотность, отсутствует опасность иссушения растений от избыточной 

транспирации, ослаблена интенсивность освещенности, спектральный состав 

света изменен, иной температурный режим (меньше годичные и суточные 

колебания, летом температура воды ниже температуры воздуха, а зимой в 

глубоких слоях выше нулевой). Все это сказывается на обитателях водоемов. 

Водные растения, в отличие от наземных, поглощают влагу и минеральные 

соли непосредственно из окружающей воды. Поэтому их организация имеет 

свои особенности. 

В процессе своей жизнедеятельности водные растения выработали 

следующие адаптивные особенности:

1. слабое развитие проводящей ткани, т.к. воду и минеральные вещества 

растение поглощает всей поверхностью тела;

2. слабое развитие корневой системы, которая служит только для 

прикрепления к субстрату. У водорослей корней нет, есть ризоиды. У 

некоторых имеются корневища, в которых запасаются питательные 

вещества. Так же они служат для вегетативного размножения;

3. слабое развитие механических тканей, из-за высокой плотности среды, 

поддерживающей побег или слоевище;

4. наличие придатков, увеличивающих плавучесть:

наличие воздухоносной паренхимы, увеличивающей плавучесть и 

запасающей газы для дыхания и фотосинтеза;

большая 
поверхность 
листьев 
при 
малом 
объеме 
растения 

приспособление к улучшению газообмена при недостатке кислорода;

- разнолистность (гетерофилия) - сальвиния плавающая, чилим;

- погруженные в воду - минеральное питание, поверхностные фотосинтез;

- листья, погруженные в воду - тонкие, хлорофилл расположен в клетках 

эпидермиса - приспособление к фотосинтезу при слабом освещении;

- наличие слизи и толстостенных клеток эндодермы - защита от вымывания 

минеральных солей;

- интенсивное размножение вегетативным путем из - за затруднения переноса 

пыльцы и низкой температуры воды, неблаготворно действующей на 

генеративные органы растения. При размножении половым путем цветоносы 

часто выносятся в воздушную среду;

- пыльца, семена, плоды распространяются течениями - гидрохория. Часто 

они имеют полости, заполненные воздухом, выросты, обеспечивающие 

плавучесть.

Тема 1

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Оборудование и материалы: микроскопы, предметные и покровные стекла, 

препаровальные иглы, пипетки, скальпели, пинцеты, листья элодеи 

канадской, 10 % раствор NaCl, фильтровальная бумага.

Задание:

1. Зарисовать схему строения растительной клетки.

2. Перечислить органоиды растительной клетки и их функции.

3. Записать в тетрадь основные отличительные черты растительной клетки от 
животной.

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

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

Строение растительной клетки. 

Клетка – основная форма организации живой материи, элементарная 

единица организма.

Она представляет собой самовоспроизводящуюся систему, которая 

обособлена от среды 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 (рис.1).

Рисунок 1 – Схема строения растительной клетки (электронная микроскопия)

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

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 (18), от клеточной стенки – другой мембраной – плазмалеммой

(8). Протопласт состоит из двух структурных систем – цитоплазмы и ядра. В 

протопласте осуществляются все основные процессы обмена веществ (рис.1).

Органеллы растительной клетки и их функции.

Органеллы
(органоиды) – структурные компоненты цитоплазмы. 

Они имеют определённую форму и размеры, являются обязательными 

цитоплазматическими структурами клетки. При их отсутствии или 

повреждении 
клетка 
обычно 
теряет 
способность 
к 
дальнейшему 

существованию. 
Многие 
из 
органоидов 
способны 
к 
делению 
и 

самовоспроизведению. Размеры их настолько малы, что их можно видеть 

только в электронный микроскоп.

Ядро – самая заметная и обычно самая крупная органелла клетки. Оно 

впервые было подробно исследовано Робертом Броуном в 1831 году. Ядро 

обеспечивает важнейшие метаболические и генетические функции клетки. 

По форме оно достаточно изменчиво: может быть шаровидным, овальным, 

лопастным, линзовидным. Новые ядра образуются только делением или 

дроблением старого. Внутреннее содержимое ядра составляет кариолимфа 

(ядерный сок), заполняющая пространство между структурами ядра. В нём 

находится одно или несколько ядрышек, а также значительное количество 

молекул ДНК, соединённых со специфическими белками – гистонами.

Ядрышко – как и цитоплазма, содержит преимущественно РНК и 

специфические белки. Важнейшая его функция заключается в том, что в нём 

происходит формирование рибосом, которые осуществляют синтез белков в 

клетке.

Аппарат Гольджи – представляет собой многоярусную систему 

плоских мембранных мешочков, которые по периферии утолщаются и 

образуют пузырчатые отростки. Он чаще всего расположен вблизи ядра. В 

состав аппарата Гольджи обязательно входит система мелких пузырьков 

(везикул), которые отшнуровываются от утолщённых цистерн (диски) и 

располагаются по периферии этой структуры. Эти пузырьки играют роль 

внутриклеточной транспортной системы специфических секторных гранул, 

могут служить источником клеточных лизосом.
Функции аппарата 

Гольджи состоят также в накоплении, сепарации и выделении за 

пределы клетки с помощью пузырьков продуктов внутриклеточного 

синтеза, 
продуктов 
распада, 
токсических 
веществ.
Продукты 

синтетической 
деятельности 
клетки, 
а 
также 
различные 
вещества, 

поступающие 
в 
клетку 
из 
окружающей 
среды 
по 
каналам 

эндоплазматической 
сети, 
транспортируются 
к 
аппарату 
Гольджи, 

накапливаются в этом органоиде, а затем в виде капелек или зёрен поступают 

в цитоплазму и либо используются самой клеткой, либо выводятся наружу. В 

растительных клетках Аппарат Гольджи содержит ферменты синтеза 

полисахаридов и сам полисахаридный материал, который используется 

для построения клеточной оболочки. Предполагают, что он участвует в 

образовании вакуолей. Аппарат Гольджи был назван так в честь 

итальянского учёного Камилло Гольджи, впервые обнаружившего его в 1897 

году.

Лизосомы
представляют собой мелкие пузырьки, ограниченные 

мембраной, основная функция которых – осуществление внутриклеточного 

пищеварения. Использование лизосомного аппарата происходит при 

прорастании семени растения (гидролиз запасных питательных веществ).

Вакуоль – важнейшая составная часть растительных клеток. Она 

представляет собой своеобразную полость (резервуар) в массе цитоплазмы, 

заполненную 
водным 
раствором 
минеральных 
солей, 
аминокислот, 

органических кислот, пигментов, углеводов и отделённую от цитоплазмы 

вакуолярной мембраной – тонопластом.

Пластиды
–
самые крупные (после ядра) цитоплазматические 

органоиды, присущие только клеткам растительных организмов. Пластиды 

играют важную роль в обмене веществ, являются энергетическими 

станциями растительной клетки. Они отделены от цитоплазмы двойной 

мембранной оболочкой, а некоторые их типы имеют хорошо развитую и 

упорядоченную систему внутренних мембран. Пластиды

Хлоропласты
–
наиболее 
распространённые 
и 
наиболее 

функционально важные пластиды фотоавтотрофных организмов, которые 

осуществляют фотосинтетические процессы, приводящие в конечном итоге к 

образованию органических веществ и выделению свободного кислорода. 

Хлоропласты высших растений имеют сложное внутреннее строение.

Митохондрии – органеллы, характерные для большинства клеток 

растений. Имеют изменчивую форму палочек, зёрнышек, нитей. Открыты в 

1894 году Р. Альтманом с помощью светового микроскопа, а внутреннее 

строение было изучено позднее с помощью электронного. В этих органеллах 

осуществляется ферментативное расщепление углеводов, жирных кислот, 

аминокислот с освобождением энергии и последующим превращением её в 

энергию АТФ. Накопленная энергия расходуется на ростовые процессы, на 

новые синтезы и т. д. Митохондрии размножаются делением и живут около 

10 дней, после чего подвергаются разрушению.

Эндоплазматическая сеть – сеть каналов, трубочек, пузырьков, 

цистерн, расположенных внутри цитоплазмы. Открыта в 1945 году 

английским учёным К. Портером, представляет собой систему мембран, 

имеющих ультрамикроскопическое строение.

Функции эндоплазматической сети очень разнообразны: транспорт 

веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками; разделение 

клетки на отдельные секции, в которых одновременно проходят различные 

физиологические процессы и химические реакции.

Рибосомы – немембранные клеточные органоиды. Каждая рибосома 

состоит из двух не одинаковых по размеру частичек и может делиться на два 

фрагмента, которые продолжают сохранять способность синтезировать белок 

после объединения в целую рибосому.

Изучение особенностей растительной клетки.

Особенности строения растительной клетки изучают на препарате 

листа элодеи канадской. 

Рисунок 2. Элодея канадская

Элодея канадская – многолетнее растение, полностью погруженное в 

воду. 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