Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

С приемами вегетативного размножения растений путем отводков, черенкования и прививки человек познакомился, еще в глубокой древности.

Древний человек мог наблюдать в природе образование естественных отводков при укоренении ветвей, прижатых к земле, сращивание тесно сближенных ветвей деревьев или кустарников и затем использовать эти наблюдения в своей растениеводческой практике.

В нескольких отдаленных и изолированных горами уголках среднеазиатских республик до сих пор сохранился древний способ прививки виноградной лозы путем простого сближения (аблактировки) побегов двух рядом сидящих кустов (хорошего и плохого сортов). При этом способе концы двух молодых побегов виноградной лозы, которые надо срастить, помещаются в трубчатый обломок узкой и полой внутри бараньей кости. Побеги прорастают сквозь канал этой кости, будучи тесно сдавленными и прижатыми друг к другу. В результате побеги срастаются между собой, и садовник, обрезав основание материнской лозы хорошего сорта, может оставить верхушку ее приросшей к лозе плохого сорта. Эта наиболее простая форма искусственного сращивания побегов была, видимо, тем приемом, с которого и началась практика прививок в хозяйстве древнего человека.

Глава 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ»

Содержание темы позволяет познакомить учащихся с размножением к а к одним из основных свойств живых организмов, которым они отличаются от неживой природы, с особенностями и значением вегетативного размножения, наиболее распространенными п важными способами вегетативного размножения в природе и практике растениеводства.

Материал темы нацеливает на раскрытие связи теоретических знании с практикой, значения биологических знаний при выращивании растений, участие в практической деятельности на учебно-опытном участке, на полях колхозов и совхозов.

Основное внимание при изучении темы обращается на усвоение учащимися знании об особенностях вегетативного размножения, его роли в увеличении числа особей и их расселении; на формирование умений заготавливать черепки и размножать ими растения, наблюдать различные способы вегетативного размножения в природе и на учебно-опытном участке.

Вегетативное размножение растений в природе. Поскольку объем знаний, раскрываемых па данном уроке, достаточно велик, его следует целиком посвятить изучению нового материала. Успешному усвоению нового материала способствует использование метода беседы в сочетании с самостоятельной работой учащихся с живыми растениями и гербарными материалами, таблицами.

Урок начинается с постановки проблемы: почему растения, для которых характерен в основном неподвижный образ жизни, широко распространены по земному шару? Для решения проблемы актуализируются знания о признаках живого организма, в частности о размножении -- характерном признаке всех живых организмов. В результате учитель подводит школьников к выводу, что растения расселяются, занимают новые территории благодаря размножению. Он также подчеркивает, что благодаря размножению на Земле миллионы лет существуют растения, животные, грибы и бактерии, хоти каждый организм живет ограниченное время.

Затем в процессе беседы выясняется, какие существуют способы размножения растении. Учащиеся называют размножение при помощи семян и вегетативных органов, называют известные им растения, которые размножаются корневищем (ландыш, пырей, осот н др.), клубнем (картофель), черепками (тополь, пеларгония, смородина и др.), усами (земляника) и другими вегетативными органами. Учитель демонстрирует растения, размножающиеся вегетативным путем.

В ходе беседы учитель подводит к выводам: 1) среди растений широко распространено вегетативное размножение, т. е. размножение с помощью вегетативных органов; 2) благодаря вегетативному размножению растения осваивают новые места обитания; 3) растения в природе размножаются видоизмененными побегами (клубнями, луковицами, корневищами), стеблевыми, листовыми, корневыми черепками, корневыми отпрысками, усами, отводками.

Чтобы заострить внимание школьников па особенностях размножения сорняков и мерах борьбы с ними, учитель спрашивает: почему злостные сорняки, такие, как осот, одуванчик, бодяк, ястребники, быстро занимают все доступные места? В результате обсуждения этого вопроса выясняются приспособительные особенности сорняков к выживанию и расселению. Учитель демонстрирует гербарные экземпляры пырея, одуванчика, осота и других растений и предлагает учащимся выступить с сообщениями о размножении и расселении сорняков.

С целью закрепления знаний о вегетативном размножении растений в природе организуется самостоятельная работа учащихся с учебником, живыми растениями и гербарными экземплярами. Школьникам предлагается прочитать текст в учебнике, рассмотреть рисунки, живые и гербарные экземпляры растений.

Вегетативное размножение в растениеводстве. Урок носит по литехнический характер. Цель его--показать широкое применение вегетативного размножения в практике, научить учащихся осуществлять вегетативное размножение растений.

Урок следует начать с проверки знаний о вегетативном размножении растений в природе по вопросам: что такое вегетативное размножение, каково его биологическое значение? Назовите способы вегетативного размножения растений. Какие применяют меры борьбы с сорняками, которые размножаются корневищами?

Затем проводится беседа с опорой на жизненный опыт. Можно использовать следующие вопросы: как размножают садовую землянику? Что представляет собой черенок? Какие растения размножаются черенками? Чем отличается размножение малины or размножения смородины и крыжовника? Как размножают картофель? Какие растения размножают листьями в оранжереях и теплицах?

В результате обсуждения этих вопросов учащиеся под руководством учителя делают вывод о том, что человек, изучив особенности размножения растений в природе, использует эти знания при выращивании культурных растений для получения высоких урожаев.

Затем для формирования умения заготавливать черенки проводится практическая работа «Черенкование комнатных растений» по следующему заданию:

Черепки посадите наклонно (под углом 45') в цветочный горшок с увлажненным крупным песком, под которым находится слой плодородной почвы.

Поставьте горшки с черенками в теплое и хорошо освещаемое место и накройте стеклянной банкой.

На этикетке укажите название растений, дату посадки и свою фамилию. Обеспечьте необходимый уход за выращиваемыми растениями.

Если в школе есть теплица, то работу по черенкованию растений можно провести в ней. Черенкование комнатных растений позволяет осознать последовательность действий при черенковании, практическое значение биологических знаний по выращиванию растений.

После выполнения практической работы по черенкованию растений организуется се обсуждение по следующим вопросам: почему на черенке должно быть не более 3--4 листьев? Почему черенки помещают в почву наклонно? Зачем горшки с черенками ставят в теплое и хорошо освещаемое место? Почему черенки накрывают стеклянной банкой? Какие условия необходимо соблюдать при вегетативном размножении растений?

В заключение урока учитель знакомит учащихся с прививкой-- приживлением части одного растения на другое. Он показывает таблицу, на которой изображено размножение растений прививкой, и рассказывает о том, что прививкой размножают растения, у которых затруднено образование придаточных корней. От растения, которое хотят размножить, берут черенки. Прививают либо черенки, либо почку с кусочками стебля. Благодаря размножению прививкой у растения сохраняются качества культурного сорта.

Вместо рассказа учителя о прививке можно организовать самостоятельную работу учащихся с учебником по заданию: прочтите текст и подготовьте рассказ о размножении растений прививкой.

Глава 2. ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ

Покрытосеменные, или цветковые, растения размножаются как половым, так и вегетативным путем.

Вегетативное размножение цветковых растений широко распространено в природе, но еще чаще его использует человек при размножении сельскохозяйственных и декоративных растений.

Размножение черенками. Чаще всего растения размножаются вегетативно черенками. Черенок -- это отрезок любого вегетативного органа. Вы, очевидно, наблюдали, как ветер ломает ветки у тополей или ранней весной при ледоходе отламываются вмерзшие в лед ветви растущих по берегам рек ив или других растений. Если они попадают на влажную почву, то дают придаточные корни и укореняются. Так на новом месте вырастает тополь, ива или другое растение.

Способность многих растений легко образовывать придаточные корни на побегах широко используют в садоводстве и цветоводстве. Стеблевыми черенками (отрезок побега с несколькими почками) размножают смородину, розу, тополь, иву и многие другие деревья и кустарники [147]. Для этого весной, до распускания почек, однолетние одревесневшие черенки длиной 25--30 см сажают в хорошо подготовленную почву. К осени на черенках вырастут придаточные корни. Тогда черенки выкапывают и сажают на постоянное место. Стеблевыми черенками размножают также многолетние декоративные растения, например флоксы, многие комнатные растения: бальзамин, колеус, пеларгонию и др.

В сельском хозяйстве для размножения растений используют корневые черенки. Корневой черенок -- это отрезок корня длиной 15--25 см.

Корневыми черенками размножаются только те растения, у которых на корнях могут формироваться придаточные почки.

На посаженном в почву корневом черенке из придаточных почек развиваются надземные побеги, от оснований которых отрастают придаточные корни. Развивается новое, самостоятельно существующее растение. Корневыми черенками размножают садовую малину, шиповник, некоторые сорта яблонь и декоративных растений. Корневыми черенками легко размножается одуванчик. Если отрезать лопатой кусочек корня одуванчика, на нем летом образуются придаточные почки, из них -- новые растения.

У таких растений, как осина, рябина, тополь, сирень, вишня, малина, осот, иван-чай, из придаточных почек на корнях вырастают побеги -- корневые отпрыски. Эти растения называют корнеотпрысковыми. Со временем у корнеотпрысковых многолетников старые участки корней разрушаются, и отпрыски становятся самостоятельными растениями [147].

Некоторые виды комнатных растений -- бегонию-рекс, сансевьеру, сенполию (узамбарскую фиалку) размножают лисновыми черенками [147]. Листья сажают во влажный песок, _и на них развиваются придаточные почки и придаточные корни. В природе листьями размножается сердечник луговой.

Размножение ползучими побегами. Летом от материнского растения земляники отрастает несколько ползучих побегов -- усов, в узлах которых развиваются маленькие растеньица с листьями и корешками. Так же размножаются клюква, живучка, луговой чай и др. [147].

Размножение отводками. Смородину, крыжовник, калину, яблони можно размножать отводками, т. е. пригнуть весной молодой побег так, чтобы его средняя часть касалась земли, а верхушка была направлена вверх [147]. На нижней части побега под почкой надо надрезать кору, в месте надреза пришпилить побег к почве и окучить влажной землей, верхушку побега подвязать к воткнутой в землю палке. К осени в месте надреза образуются придаточные корни. Тогда побег надо отрезать от материнского растения и посадить на постоянное место.

Размножение подземными видоизмененными побегами

Корневищами размножаются такие злостные сорняки, как сныть, тысячелистник, подмаренник.

Корневищные сорняки -- бич полей. Они быстро расселяются и размножаются, заполняя корневищами весь пахотный слой. Через несколько дней после прополки появляются новые побеги из почек, находившихся на оставшихся в почвекусочках корневищ. Чтобы уничтожить сорняки, нужно тщательно выбрать из почвы все их корневища.

Корневищами размножают многие ценные декоративные растения: ирисы, нивяник, ландыши, астры многолетние [148].

Клубнями размножают картофель, топинамбур. Когда клубней недостаточно, можно размножать ценные сорта частями клубня, глазками-почками, ростками и верхушками клубней -- это тоже вегетативное размножение побегами. Луковицами размножают лук, тюльпаны, нарциссы, лилии. Одна луковица может образовать несколько маленьких луковичек-деток [148].

Размножение прививкой. В естественных условиях прививки встречаются очень редко. Например, происходит срастание соприкасающихся ветвей рядом растущих деревьев.

В садоводстве прививки применяют с давних времен. Плодовые деревья -- яблони, груши, сливы, вишни -- часто размножают прививками. Почку-глазок или черенок культурного растения сращивают со стеблем дичка. Дичок -- молодое растение, выращенное из семени плодового дерева. Корневая система дичка обладает большей мощностью, неприхотливостью к почве, морозостойкостью и другими качествами, которых нет у прививаемого культурного растения. Глазок или черенок культурного растения, взятого для прививки, называют привоем, а дичок, к которому прививают,-- подвоем.

Прививку черенком производят весной, пока не тронулись в рост почки [149]. Срезанный с культурного растения черенок соединяют со стеблевой частью подвоя. Чтобы прививка была удачной, нужно прижать камбий привоя к камбию подвоя.

Место прививки туго обвязывают мочалом или лентой из полиэтиленовой пленки, а срез пенька замазывают варом. Если прививка сделана правильно, произойдет срастание подвоя с привоем и почки привоя начнут распускаться.

Для прививки почкой [150] во второй половине лета с культурного плодового дерева срезают однолетний побег. С него удаляют листовые пластинки, оставляя только черешки. У основания стволика дичка-подвоя острым ножом делают надрез коры в виде буквы Т. Поворачивая лезвие ножа в надрезе, отделяют кору дичка от древесины. Затем с побега культурного сорта срезают хорошо развившуюся почку с тонким слоем древесины длиной 2--2,5 см и вставляют ее под кору дичка в надрез. Место прививки туго обвязывают, так, чтобы сама почка оставалась свободной от обвязки.

Если прививка сделана правильно, через 2--3 недели подвой срастется с привоем, а весной следующего года из привитой почки разовьется побег. После этого стебель надо срезать выше места прививки. Через 2--3 года побег превратится в Деревце культурного сорта, которое можно посадить в саду.

Размножение культурой тканей. Сравнительно недавно начали выращивать растения из клеток образовательной ткани, помещенных в особую питательную среду. Такой способ размножения растений называют культурой тканей [151].

В специальных камерах, в которых поддерживают определенную температуру, влажность и освещенность, клетки образовательной ткани активно делятся и из них образуются крохотные растения.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ: «ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ»

Урок №1. Урок-лекция Вегетативное размноженипе

Иероглифические письмена, относящиеся к эпохе Древнего царства, т.е. ко времени, лежащему за пределами 3 тыс. лет до н.э., говорят о достаточно высоко развитой сельскохозяйственной деятельности древних египтян. Рисунки этой эпохи изображают, между прочим, и культуру винограда. В те времена в Египте были уже знакомы с черенкованием, подрезкой и прививкой виноградной лозы - для этого употреблялись даже особые маленькие ножи серповидной формы.

В античные времена писались целые трактаты о земледелии и садоводстве, излагавшие подробнейшим образом основные приемы размножения растений отводками, черенками и прививкой.

Современные народы Европы научились искусству прививки у древних римлян, на что указывают сами названия различных способов прививки. Название «окулировка» происходит от латинского слова, означающего глаз, глазок, почка; название «копулировка» - от латинского глагола «соединять». Римляне сами, очевидно, переняли способы прививки от греков, а те, в свою очередь, от народов Древнего Египта.

Несмотря на значительное распространение практических приемов вегетативного размножения растений в хозяйстве древних народов, никаких шагов к научному истолкованию сущности совершающихся при этом явлений в древнее время сделано не было (если не считать краткого высказывания Теофраста о том, что подвой является лишь почвой для привоя, при этом древний автор утверждал, что каждый из этих двух компонентов при срастании сохраняет свои особенности неизменными).

Весьма слабой попыткой разрешить загадку вегетативного размножения в XVI в. следует признать также и высказывание Чезальпино о растительной душе, которая распространяется от «сердца растения» по стеблю и ветвям, отрезки которых (черенки) благодаря этому способны к самостоятельному укоренению.

Только с XVIII в. на явления вегетативного размножения обращают внимание ученые-исследователи. К первым работам в этой области относятся исследование Дюгамеля, вышедшее в 1758 г., и сводки работ Туэна, опубликованные несколько позже (1810 г.).

Дюгамель выяснил, что укоренение черенков и срастание подвоя и привоя являются результатом усиленного деления клеток (образования каллюса) на месте ранения; он отметил ведущую роль в этом процессе камбия как ткани, наиболее активной в процессе новообразования клеток.

Туэн определил, что последним этапом срастания привоя с подвоем является установление сосудистой связи между ними, т.е. образование общей системы передвижения растворенных веществ. Таким образом, было установлено наличие не только механического, но и физиологического соединения привитого участка с тканями подвоя. В свете позднейших исследований способность растительного организма легко размножаться вегетативным путем объясняется постоянным и повсеместным распространением в организме растения эмбриональных, или образовательных, тканей.

Черенкование винограда

Во второй половине XIX в. вегетативным размножением заинтересовался ботаник Фехтинг. В 1878 г. он поставил ряд опытов с черенкованием ивы и других древесных и кустарниковых пород. Задачей этих опытов было выяснение условий, определяющих место появления на черенках корней и листьев. Фехтинг выяснил, что корни всегда появляются на нижнем конце черенка, а листья - на верхнем. Это имеет место даже в том случае, если черенок при посадке будет повернут корневым концом вверх. Отсюда Фехтинг сделал вывод, что за появление на данном конце черенка тех или иных органов, отвечают «внутренние причины», которые он определил как полярную противоположность вершины и основания черенка.

В 1880-х гг. эта теория полярности вызвала оживленную полемику в ученых кругах. Глава школы виталистов Дриш пытался воспользоваться дискуссией о полярности, чтобы подкрепить свое учение об энтелехии, «живой душе растения», которая процессами регенерации у черенка якобы реагирует на отсутствие органа. Не менее туманны были и объяснения, предложенные в те годы другими учеными. Нолль объяснял явления регенерации у растений нарушением формы, Виклер - упразднением функций.

Новую эру в развитии теоретических основ учения о вегетативном размножении открыло упоминавшееся уже нами учение Габерландта о раневых гормонах, а также классические исследования Бойсен-Йенсена и Вента, положившие начало современному учению о гормонах роста.

Таким образом, на протяжении двух последних столетий постепенно закладывались теоретические основы современного учения о вегетативном размножении растений.

Дело это, как мы уже видели из краткого перечня основных открытий, сначала продвигалось очень медленно. В XVIII и первой половине XIX в. появлялись лишь единичные исследования в данной области. Это был еще период господства в науке аристократически пренебрежительного отношения к прививкам и черенкованию, которые считались плебейским занятием, способным интересовать лишь садовников и промышленников - владельцев торговых питомников.

Мало-помалу отношение к этим вопросам изменилось. Растениеводческая практика выдвинула в области опытов с прививкой ряд таких примеров и явлений, которые не могли не обратить на себя внимания ученых.

В 1824 г. садовник Адам из небольшого французского местечка Витри близ Парижа, прививая пурпуровый ракитник на желтоцветный ракитник, получил удивительный результат: на месте срастания возникла ветка с листьями и цветами явно промежуточного характера между золотым и пурпуровым ракитником. Цветы на этой ветке были желто-красного цвета. Адам черенковал эту ветку и привил отдельные ее кусочки на несколько десятков других подходящих растений, размножив таким образом новую созданную им форму ракитника (она существует во многих садах до сих пор и носит название ракитника Адама).

Неоднократные попытки повторить опыт Адама были безуспешными. Поэтому в науке скоро установился взгляд на это удивительное растение как на редкий случай в садоводстве, своеобразную диковинку, интересную только любителям садоводства. Однако во второй половине XIX в. была получена новая прививочная помесь между померанцем и цедратом. Цветоводы получили такую же помесь путем прививки двух разных сортов гиацинта один на другой. В свете этих новых достижений садовой практики старый пример ракитника Адама вновь привлек к себе внимание ученых.

Дарвин в своей работе «Изменчивость животных и растений в прирученном состоянии» несколько раз возвращался к интересному примеру ракитника Адама. Дарвин признавал это растение не только подлинным прививочным гибридом, но и живым доказательством «несомненной возможности соединения помимо половых клеток и тех элементов, которые идут на образование нового существа». Он обращал внимание ученых и практиков на необходимость дальнейшей разработки этой проблемы для разрешения ряда важных теоретических вопросов. В качестве весьма подходящего объекта для новых опытов Дарвин указывал на картофель и родственные ему растения.

На призыв Дарвина откликнулся в 1907 г. ботаник Ганс Винклер, который поставил ряд опытов по сращиванию томата с пасленом черным. На месте срастания развивались придаточные побеги, в образовании которых участвовали клетки обоих соединяемых растений. Побеги на одной своей стороне несли листья томата, а на другой - листья паслена, как будто эти два растения срослись между собой вдоль оси побега.

Такие побеги были названы химерами (так в древней мифологии называли мифических чудовищ, имеющих частично человеческие органы, частично - органы животных). Кроме химер указанного типа, названных «векториальными» химерами, была описана и другая форма, так называемые периклинальные химеры, у которых одно из сросшихся растений как бы покрывает своими тканями другое.

Так, Винклеру удалось получить химеру, у которой наружные покровы (кожица или эпидермис) состояли из клеток черного паслена, а остальная растительная масса (внутренние ткани) из клеток томата. На основании дальнейших опытов Винклер сделал заключение, что «клетки двух существенно различающихся видов могут соединяться неполовым путем, образуя при этом исходный пункт, служащий для развития организма, одновременно выявляющий вполне общие совокупные свойства обоих исходных видов».

Винклер был убежден в том, что такие химеры получаются путем слияния вегетативных клеток обоих компонентов, и предложил называть их особым термином «бурдоны» (от лат. burdo - мул).

В 1909 г. против Винклера выступил известный генетик Э.Баур, утверждавший, что во всех случаях получения так называемых химер (и в опытах Винклера, и в его собственных опытах с пеларгонией) «имеет место самое тесное сожительство двух тканей двух различных растительных организмов» и при этом «каждая из этих тканей сохраняет свою полную независимость, хотя совокупность их ведет себя как одно физиологическое целое».

Результаты, подтверждающие выводы Винклера, получили затем и другие исследователи. Однако эта точка зрения встретила новые многочисленные возражения, и спор о признании или непризнании явления вегетативной гибридизации затянулся в ученых кругах Запада на неопределенное время.

При изучении процессов вегетативного размножения возник целый ряд новых естественно-научных проблем: части и целого в растительном организме, границах понятия индивидуума в растительном мире и долговечности сортов, поддерживаемых исключительно путем вегетативного размножения (т.е. путем прививки, черенкования, отводков и т.д.).

Наблюдения над явлением вегетативного размножения растений естественно выдвигали следующий вопрос: если организм растения легко делится на части (черенки, отводки), продолжающие существовать как самостоятельные организмы, то может ли вообще растение считаться индивидуумом (в собственном смысле этого слова), не является ли оно более похожим на колониальный организм, вроде, например, коралловых полипов, представляющих собою сожительство многих особей, самостоятельно развивающихся на разветвлениях единого материнского ствола?

Такой взгляд на растение одним из первых высказал в начале XVIII в. французский математик Леир. Он признавал отдельные почки дерева маленькими, но цельными растениями, корни которых каждый год образуют часть годичного кольца в общем стволе. Жан Батист Ламарк (1744-1829) утверждал, что общее растение состоит из частных растений, причем целое и части здесь равноценны.

Об относительной индивидуальности растений писал в 1833 г. О.Декандолль. М.Шлейден прямо указывал, что понятие индивидуума в зоологическом смысле слова не применимо к растениям и что, может быть, только у некоторых одноклеточных водорослей мы имеем индивида в анимальном (животном) смысле.

Более подробное рассмотрение проблемы индивидуальности растительного организма можно найти в трудах А.Брауна. Он писал: «Уже одно внутреннее чувство подсказывает, что необыкновенно разветвленное растение - это не единое существо, не единая жизненная единица, сравнимая с животным или человеком, нет, это скорее целый мир индивидуумов, которые возрастают один из другого в цепи поколений».

Браун сравнивал смену вегетативных стадий развития стадиями цветения и плодоношения у растений со сменой поколений у гидроидных полипов, живущих колониями на стволе, имеющем общую пищеварительную полость. Обычные колониальные полипы способны только к бесполому размножению почкованием; половые клетки образуются в особых членах колоний - медузах, которые отрываются от ствола и свободно плавают в воде. Браун проводил аналогию между этими гидроидными полипами и некоторыми водными растениями, у которых наблюдается отделение от растения мужских цветков, всплывающих на поверхность воды, где и совершается акт оплодотворения.

Признание автономности отдельных частей растительного организма мы находим и в следующей фразе Ч.Дарвина: «Различие между семенами и почками не так велико, как кажется сначала, потому что каждая почка представляет собой в некотором смысле новую самостоятельную особь».

В 1870-х гг. точку зрения автономности отдельных частей растения развивал Герберт Спенсер в своем труде «Основы биологии».

«Часто говорят, - писал Спенсер, - что дерево с его множеством ветвей и побегов - единично, но можно привести очень веские доказательства того, что оно - множественно.

Каждая из его осей одарена более или менее независимой жизнью, и если срезать ее и посадить, то из нее может вырасти растение, подобное родительскому, или же можно прививкой черенком или глазком вырастить части этого дерева на другом дереве и заставить их здесь обнаружить свои специфические особенности. Как же следует смотреть на эти побеги, происходящие от деления ветвей или пересадки черенков или почек? Как на части одной и той же особи или же как на раздельные особи? Когда земляника дает плети, имеющие на оконечностях своих почки, затем пускающие корни и вырастающие в независимые растения, которые отделяются от родительского растения через увядание плетей, то не должны ли мы сказать, что все такие побеги обладают раздельными индивидуальностями? И, однако, если мы примем это, то не впадем ли мы в невозможность определить, когда именно установились эти отдельные индивидуальности…»

Но если трудно бывает определить, где при вегетативном размножении начинается индивидуальное существование новой растительной особи, то еще труднее оказывается определить понятие «растительный индивидуум», если принять ту точку зрения, что вегетативное размножение есть в сущности простое продолжение роста частей исходного растения, отделенных одна от другой.

Еще в 1813 г. итальянец Галезио на основании своей садоводческой практики пришел к заключению, что «к одному индивидууму у высших растений должно быть отнесено все, что развивалось из одной и той же половой клетки (яйца)».

Таким образом, вся совокупность растений, полученных путем черенкования от одного маточного дерева, должна, согласно Галезио, считаться вместе с маточным деревом одним и тем же, хотя и дискретным (т.е. поделенным на части), растительным индивидуумом.

Такая категорическая формулировка вызвала целый ряд возражений. О.Декандолль (1832) выразил сомнение в том, что плакучие «вавилонские» ивы, осеняющие могилу Наполеона на острове св. Елены и могилу Ж.-Ж. Руссо в Эрменовилле, могут считаться одним растительным индивидуумом, хотя бы они и вели свое начало от одного и того же экземпляра ивы, будучи получены вегетативным путем.

Шлейден писал еще более решительно: «Я полагаю, что для здравого смысла видеть в 2000 пирамидальных тополях, растущих вдоль тянущегося на протяжении мили Прусского шоссе, одну растительную особь было бы просто смешно».

С другой стороны, Негели настаивал на правоте Галезио, указывая, что «через преемственный, хотя и прерывистый, ряд вегетативных отпрысков одной исходной формы проходит одна и та же протоплазма...», что «в сущности, процессом вегетативного размножения мы продвигаем естественный рост маточного растения за пределы одной растительной особи».

Сам собой при этом возникает вопрос: как же долго может совершаться этот процесс преемственного роста клеток и тканей, последовательно отделяемых от все новых и новых вегетативных отпрысков одного растения? Некоторые ботаники отстаивали идею теоретического бессмертия растительной ткани. Декандолль в 1833 г. писал: «С какой бы точки зрения ни рассматривали растительный индивидуум, взятый в целом, мы принуждены заключить, что в теории этот род индивидуумов не имеет определенного предела существования и может умереть только от болезни или случая, но не от старости в собственном смысле этого слова».

Той же точки зрения придерживались в позднейшее время М.Мёбиус и Г.Клебс. Клебс писал: «Всем растениям, простейшим, как и самым сложным, является общей та черта, что при благоприятных обстоятельствах они могут жить и расти непрерывно, что смерти от внутренних причин для их точек роста не существует».

Автор виталистической теории архиплазмы Х.Мие в этом «бессмертии» вегетативно размножающихся растительных тканей пытался найти подтверждение вечности архипластической активности жизненного фактора (Vitalfaktor). В подтверждение своих взглядов сторонники идей беспредельного вегетативного размножения приводили факты исключительно длительного существования некоторых сортов в плодоводстве, поддерживаемых исключительно вегетативным путем.

Сливы сорта «ренклод», названные так по имени королевы Клодины, супруги Людовика XII, существуют с XV в. Сорт яблок «зимний золотой пармен» упоминается еще в летописях 1200 г.

Однако рядом с этими примерами исключительной долговечности сортов были давно уже известны и другие примеры - «старения» и вырождения сортов.

Так было констатировано несомненное вырождение роз сорта La France, полученного гибридным путем в 1867 г.; сорта яблонь «пепин золотистый» и «борсдорф» стали вырождаться в 1870-х гг. В Швейцарии наблюдалось вырождение целого ряда сортов, ведущих свое начало с XVII и XVIII вв. В Италии и Франции было замечено вырождение некоторых сортов померанцев и лимонов.

Все эти данные, хорошо известные садовникам, заставляли некоторых ученых, и особенно практиков растениеводства, горячо протестовать против учения о теоретическом бессмертии вегетативно размножающихся растений.

Так, Ф.Йессен еще в 1855 г. выдвинул гипотезу о постепенном старении растений при последовательном и длительном вегетативном их размножении. Его поддержал целый ряд других авторов, и спор о бессмертии и старении вегетативно размножаемых растительных организмов дополнил собой ряд других, ранее упомянутых нами полемических вопросов (о границах понятия растительный индивидуум, о понятиях «часть» и «целое» в растительном организме и т.д.).

Официальная наука XIX в., стоявшая на позициях формальной логики, оказалась бессильной разрешить эти вопросы. Поэтому группа ученых во главе с Юлиусом Саксом выступила против «бесплодных споров», якобы «возвращавших науку ко временам натурфилософии и метафизики и погружавших умы в неприятную теоретическую атмосферу». Однако просто отмахнуться от разрешения этих вопросов было не так легко, они интересовали широкие круги садоводов-практиков, и то или иное разрешение этих вопросов требовалось для принятия рациональных мер хозяйственного значения.

На основе этих положений и громадного количества экспериментальных данных русский ученый Н.П. Кренке (1892-1939) создал замечательную теорию, дающую ответ и на вопрос о старении или «бессмертии» сортов, размножаемых вегетативно.

Согласно этой теории растительный организм, как и всякий другой, в процессе своего онтогенетического развития стареет. Старение растения происходит непрерывно, но неравномерно. Наряду с процессом общего индивидуального старения происходит непрерывное омоложение растения. Такое омоложение совершается при развитии каждого нового побега. Таким образом, общее развитие растения (взятого в конкретной форме растительной особи, или en masse, т.е. в виде преемственного ряда вегетативно размноженных отпрысков) является борьбой и единством двух противоположных процессов: старения и омоложения.

Общая степень омоложения растительного организма, по мере его развития, прогрессивно падает. В процессе онтогенетического развития растения старение выражается в прогрессивном отставании процессов омоложения. Сначала эти процессы идут весьма интенсивно, развитие растительного организма имеет восходящий характер, и растение достигает максимальной мощности. Затем эта интенсивность процессов начинает постепенно падать - растение становится более слабым.

Однако, поскольку растение представляет собой сложный организм, индивидуальность которого слилась с колониальностью, различные органы его (побеги, листья, являющиеся в то же время членами единой колонии) должны считаться в каждый данный момент неодновозрастными.

Каждый из органов растения, согласно учению Кренке, имеет как свой собственный, так и общий возраст. Собственный возраст какого-нибудь листа определяется периодом времени, протекшим от закладки этого листа до настоящего момента. Но тот же самый лист обладает и общим возрастом, который зависит от положения листа на растении и от возраста того растения, на котором этот лист развился. Два листа - ровесники по собственному возрасту - будут все же разновозрастными, если один из них развился на молодом растении, а другой - на старом растении.

Отсюда проистекает возможность управлять процессами старения и омоложения растений при их вегетативном размножении. Теория Кренке дает указания, как нужно выбирать материал для прививки, окулировки и черенкования. Материал, общий возраст которого является более молодым, будет легче укореняться и даст при своем развитии более мощную вегетативную массу. Материал более старый по общему возрасту, скорее придет к цветению и плодоношению. Если вырождение растительных сортов от вегетативной старости и существует (вероятность чего Кренке защищает), то оно идет настолько медленно, особенно у большинства древесных и кустарниковых растений, что едва ли в настоящее время борьба с вырождением сортов плодовых деревьев является задачей неотложной. Однако такую борьбу с вырождением сортов Кренке считал теоретически вполне возможной и указывал методы борьбы, логически вытекающие из его учения о циклическом старении и омоложении растений.

Особое значение теория Кренке приобретает в тех отраслях растениеводства, где при заложении новых плантаций путем черенкования или прививки имеется в виду либо получение большой вегетативной массы (например, сбор листа), либо ускорение плодоношения. И в том, и в другом случае сознательный выбор материала для черенкования и прививок, рекомендованный Кренке, открывает возможность управления урожаем.

Урок №2. "Вегетативное размножение цветковых растений"

Цели урока:

· изучить способы вегетативного размножения цветковых растений и научиться применять полученные знания на практике;

· показать возможность применения информационно-коммуникационных технологий на уроке биологии.

Образовательные задачи:

· раскрыть значение понятий: выводковые почки, дочерние розетки, черенки и их виды, отводки, корневые отпрыски, прививка почкой (окулировка), привой, подвой;

· охарактеризовать значение прививки в садоводстве;

· рассмотреть особенности вегетативного размножения комнатных растений.

Развивающие задачи:

· развитие общеучебных и коммуникативных умений и навыков (сравнение, анализ, обобщение), навыков работы с современным компьютерным оборудованием, с электронными источниками информации;

· формирование практических умений по осуществлению вегетативного размножения комнатных растений.

Воспитательная направленность урока:

· осуществление экологического, трудового воспитания;

· воспитание уважения к мнению окружающих людей.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока

I. Организационный момент - 2 мин.

Приветствие отметка отсутствующих, выяснение причины отсутствия.

II. Опрос (тестовые задания разных типов, представленные в электронном виде) - 8 мин.

Вступительное слово учителя.

На прошлом уроке мы закончили изучение вегетативных органов цветковых растений, рассмотрев тему: “Внутреннее строение листа”. Дома вы должны были изучить параграф, выучить записи в тетради, а для тех, кто хочет получить 9 или 10 баллов было предложено выполнить творческое задание: составить тесты разных типов по двум последним темам. Ваши тестовые задания я проверю, мы их разберём на следующем уроке. А к сегодняшнему уроку я тоже подготовила вам тесты, только в электронном виде. Итак, для выполнения тестовых заданий по теме: “Внутреннее строение листа” за компьютеры пересаживаются: (произвольно выбираю несколько человек).

Изучение нового материала - 23 мин.

1. Подведение к теме (зачитывание фрагмента литературного произведения)- 2 мин

Для чего же мы с вами с вами на протяжении нескольких уроков изучали строение вегетативных органов растений? Для того ли только, чтобы знать это? Конечно же, нет. Эти знания имеют большое практическое значение в садоводстве и цветоводстве. Об этом мы поговорим сегодня на уроке.

Послушайте выдержку из дневника садовода-любителя и подумайте, как ему помочь?

Из дневника садовода-любителя

23 июля 2005 года

На часах только девять утра, а солнце уже вовсю припекает. Денёк обещает быть жарким. На небе ни облачка, а дождичка бы не мешало: вторую неделю ждут его яблони и сливы, крыжовник и смородина. Эх, люблю я свой сад, любуюсь каждый день и переживаю за него. Яблочки-то у меня крупные, наливные урождаются, а вот смородина каждый год мелкая и кислая. То ли дело у соседа: ягоды размером с вишню, сладкие, да много-то как! Такую и собирать приятно. Только вот нет у меня такой, а хочется…

Что же нужно сделать? Ответ на этот вопрос вы найдёте сегодня на уроке, тема которого “Вегетативное размножение цветковых растений”



Формулировка цели урока (озвучивание слайда).

2. Актуализация прежних знаний (вопросы классу) - 2 мин

Давайте посмотрим на тему, которую записали, и разберём, что она означает. Начнём с конца.

1. Какие растения являются Цветковыми? Как ещё их называют и почему?

2. На какие две группы можно разделить все органы цветковых растений? Что относят к вегетативным, а что к генеративным органам?

3. Какие способы размножения растений вам известны?

4. В чём принципиальное отличие вегетативного и полового размножения?

3. Способы вегетативного размножения цветковых растений - 14 мин

Вот видите, вы уже почти всё знаете, осталось познакомиться с тем, какими способами осуществляют вегетативное размножение цветковых растений.

В тетрадях начертите таблицу из трёх колонок: способ размножения, примеры растений, рисунок (внешний вид таблицы на слайде). Её заполнение мы начнём на уроке, а закончите вы дома.

Для знакомства со способами вегетативного размножения растений вашему вниманию предлагается несколько видеофрагментов.

Просмотр видеофрагментов на мультимедийном экране (К сожалению, видеофрагменты не размещены на этом диске ввиду большого объёма занимаемой памяти. Видеофрагменты заменены презентацией) (Приложение 3).

Способы вегетативного размножения цветковых растений:

а) “усами” б) корневыми черенками; в) корневыми отпрысками; г) стеблевыми черенками; д) * отводками; е) * прививка почкой (окулировка).

По ходу рассказа учителя:

· внимание учащихся акцентируется на основных понятиях: черенки и их виды, отводки, корневые отпрыски, прививка почкой (окулировка), привой, подвой;

· после каждого фрагмента на доску при помощи магнитов прикрепляются листочки с изображением разных способов вегетативного размножения (листочки без подписей для использования на этапе закрепления и этапе опроса на следующем уроке);

· рассматривание иллюстраций в учебнике;

· учащиеся в тетрадях заполняют первые две графы таблицы (необходимые рисунки в третьей графе учащиеся выполняют дома).

* Перед фрагментом “Размножение отводками” сообщение учителя:

К сожалению, при размножении стеблевыми черенками не всегда удаётся легко получить новое растение: черенки являются очень уязвимыми, они могут загнивать, повреждаться болезнями и вредителями. Поэтому в садоводстве чаще применяют другой, более надёжный способ - размножение отводками.

* Перед фрагментом “Прививка почкой (окулировка)” сообщение учителя:

Следующий способ размножения является достаточно сложным и может быть выполнен при наличии необходимых навыков. Без него не обходится ни один садовод, поэтому следите за тем, в каком порядке проводятся действия и запоминайте названия.

Итоговый вопрос по данному этапу урока: “Подскажите, как помочь садоводу, у которого никак не уродится хорошая смородина?”

4. Вегетативное размножение комнатных растений (сообщение учащихся с компьютерной презентацией) - 5 мин.

Сообщение учителя.

Возможно, дача пока есть не у каждого из вас, но в будущем обязательно будет, я уверена. А вот комнатные растения точно растут в каждом классе и у многих дома. Как же их размножают? Об этом нам расскажут ведущие специалисты в области комнатного цветоводства (выходят учащиеся, заранее подготовившие доклад с компьютерной презентацией по этой теме). То, что вы сейчас услышите и увидите, пригодится вам уже через 5 мин. Будьте внимательны!

Доклад подготовлен учащимися по материалам книги В.В. Чуб, К.Д. Лезиной “Комнатные растения”. - М.: ЭКСМО-Пресс, 2000.

(Презентация в приложении 4).

Вегетативное размножение комнатных растений

Знание способов вегетативного размножения растений имеет большое значение в комнатном цветоводстве.

Каланхое (бриофиллум) размножается выводковыми почками. Они опадают с листьев, быстро укореняются, и вскоре вырастают дочерние растения.

Специальные приспособления для вегетативного размножения имеются у некоторых видов кактусов - это боковые побеги - “детки”. Иногда уже в раннем возрасте они бывают снабжены зачаточными корешками.

Комнатное растение циперус размножают делением взрослого растения на части. Взрослое растение острым ножом делят на несколько частей и каждую из них сразу сажают в отдельный горшочек. Но для этого растения существует ещё один интересный способ размножения: верхушку побега можно наклонить и опустить в стакан с водой. Через две недели растение готово к посадке в почву!

Комнатное растение хлорофитум размножается посадкой дочерних розеток, которые образуются на горизонтальных побегах, легко приживаются и быстро начинают расти как самостоятельные растения.

Многие растения укореняются при контакте стебля с почвой, т.е. размножаются отводками. Один из побегов пришпиливают и присыпают в средней части почвой. Лучшее время для отводков - начало периода активного роста. Таким способом размножают традесканции, плющ.

Один из самых распространённых способов размножения комнатных растений-черенкование. Чаще всего используют стеблевые или листовые черенки в зависимости от вида растения. Корневыми черенками комнатные растения практически не размножают. При размножении стеблевыми черенками можно использовать верхушечный черенок, тогда будет расти верхушечная почка. Но если черенок без верхушки, то он должен содержать хотя бы один узел (из междоузлия не вырастет новый побег). Черенок должен быть здоровым, без посторонних пятен, повреждений.

Черенки одних растений можно просто поставить в воду и подождать, когда появятся корни, а потом пересадить в землю. К таким растениям относятся фикусы, традесканции. Черенки других растений укореняются сложнее. Это, например, комнатные розы. Для их укоренения лучше использовать смесь песка и торфа.

Стеблевыми черенками размножаются также алоэ (столетник), монстера, толстянка (денежное дерево). Так размножается и комнатная лиана хойя. При этом на каждом заготовленном черенке должно быть не менее двух пар листьев. Срезать необходимо ниже узла, так как корни появляются на междоузлиях. Укореняется в воде и в смеси песка и торфа.

Другой разновидностью черенков являются листовые. Для листового черенка важно правильно определить его возраст. Если лист ещё совсем молодой, то все его силы уйдут на то, чтобы закончить рост. Если слишком старый, то может легко увянуть.

Листовыми черенками легко размножается популярное комнатное растение сентполия (узумбарская фиалка). Весной или летом срезают лист с черешком длиной 2-3 см и помещают в воду или сразу в почву (при этом заглубляют на одну треть листовой пластинки). Через некоторое время вырастают миниатюрные розетки с листочками.

Листовыми черенками можно размножать бегонии, глоксинии, а также сансевиерию (щучий хвост). Лист сансевиерии разрезают поперёк на несколько частей (длиной 5-7 см) и сажают с наклоном в слегка влажный речной песок или специальную смесь, поддерживая температуру воздуха 20-22?С.

Таким образом, знание особенностей вегетативного размножения растений позволит нам украсить свой дом, класс, школу разнообразными комнатными растениями, создать уют и улучшить экологическую обстановку.

(Фото в приложении 5, приложении 6)

IV. Закрепление (выполнение практических заданий) - 8 мин.

Сообщение учителя.

Сейчас проверим, как вы усвоили то, о чём рассказали девочки.

Задание следующее: осуществите вегетативное размножение предложенных комнатных растений (Приложение 7).

Инструктаж по технике безопасности перед выполнением практического задания.

Для выполнения задания к специально подготовленному столу вызвать нескольких учащихся (по количеству представленных комнатных растений). Используя необходимое оборудование, ребята осуществляют размножение растений и называют используемый способ. (Фото в приложении 8).

V. Домашнее задание - 2 мин.

Сообщение учителя. Открываем дневники и записываем домашнее задание (Приложение 9).

VI. Итог урока - 2 мин.

Сообщение учителя. Сегодня на уроке мы изучили способы вегетативного размножения цветковых растений и научились применять полученные знания на практике.

Оценки за урок, их комментирование.

Напоминание о порядке рабочих мест после урока.

Спасибо за внимание!



Урок №3. Изучение способов размножения растений в курсе ботаники с основами растениеводства

Розы, сирень, спирею размножают, отделяя и высаживая на новом месте образуемые этими декоративными кустарниками корневые отпрыски. Кроме того, в цветоводстве применяют прививку роз и сирени. Для этого сначала выращивают сеянцы подвоя. Когда толщина стебля подвоев достигнет 0,5-1 см, проводят их окулировку, используя в качества привоя культурные сорта, которые желают размножить (рис. 1).



Рис. 1. Окулировка роз: 1 - поздней осенью сеянец подвоя с толщиной стебля 5-8 мм высаживают по самую шейку в открытый грунт, слегка окучивают и снабжают этикеткой; 2 - во второй половине лета землю от корневой шейки отгребают, в зоне корневой шейки делают Т-образный разрез и осторожно отделяют края коры; 3 - с растения того сорта, который хотят размножить, срезают побег с только что распустившимися бутонами, все листья удаляют; 4 - на отобранном побеге под почкой делают неглубокий срез снизу вверх, отделяя щиток; 5 - щиток вставляют в Т-образный разрез на подвое «хвостиком» вверх; 6 - выступающий конец щитка удаляют горизонтальным срезом; 7 - место прививки обвязывают изоляционной лентой, устанавливают этикетку; 8 - в конце зимы верхнюю часть подвоя над самой почкой срезают; 9 - следующей весной новый куст роз выкапывают и пересаживают

Вегетативное размножение делением видоизмененных корней - корнеклубней используют и для разведения георгин.

1. Примите участие в посадке и выращивании на школьном или приусадебном участке красивоцветущих многолетников (нарциссов, тюльпанов, пионов, георгин, флоксов и др.).

2. Срежьте черенки традесканции, фуксии или герани с 3-4 листьями. Обрежьте перед посадкой нижние два листа. Посадите черенки наклонно во влажный песок так, чтобы два листа оставались на поверхности песка. Накройте черенки стаканом или обрезанной снизу пластиковой бутылкой и время от времени проветривайте их. Когда черенки приживутся и укоренятся, пересадите растения в цветоч-ные горшки.

3. Вырастите из листового черенка или листа комнатное растение: бегонию, узамбарскую фиалку, глоксинию или сансевьеру («щучий хвост»).