Где развиваются семена. Семя

Цветковое растение начинает свою жизнь с семени. Семена растений различаются по форме, окраске, размерам, весу, но все они имеют сходное строение.

Зерновка пшеницы является не семенем, а плодом. Ткани плода в зерновке представлены лишь плёнчатым наружным слоем, получившим название плодовой оболочки. Вся остальная часть зерновки — семя.

Строение семени однодольных хорошо можно рассмотреть на примере пшеницы. У пшеницы зёрна представляют собой плоды — зерновки, содержащие только одно семя. Большую часть в зерне занимает эндосперм — особая запасающая ткань, содержащая органические вещества. Сбоку от эндосперма расположен зародыш. В нём различают зародышевый корешок, зародышевый стебелёк, зародышевую почечку и видоизменённую семядолю, расположенную на границе с эндоспермом. Эта семядоля при проращивании семени содействует поступлению питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Строение семени однодольного растения (пшеница)

Строение семени двудольного растения

Строение семени двудольного растения легче рассматривать на примере фасоли состоящее из зародыша и семенной кожуры. После снятия семенной кожуры обнажается зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, двух массивных семядолей и заключённой между ними почечки. Семядоли — это первые видоизменённые листья зародыша. У фасоли и многих других растений они содержат запас питательных веществ, которые затем расходуются на питание проростка, а также выполняют защитную функцию по отношению к почечке.

Строение семени двудольного растения (фасоль)

Определение неорганических веществ в семени

Цель: выявить неорганические вещества в семени.

Что делаем: положим на дно пробирки немного сухих семян (пшеница) и нагреем их над огнём. Условие: держать пробирку над огнём необходимо горизонтально, чтобы её верхняя часть оставалась холодной.

Что наблюдаем: вскоре на внутренних стенках в холодной части пробирки можно заметить капли воды.

Результат: капли воды — это результат охлаждения водяных паров, выделившихся из семян.

Что делаем: продолжаем нагревать пробирку.

Что наблюдаем: появляются бурые газы. Семена обуглились.

Результат: при полном сгорании семян остаётся лишь немного золы. Её в семенах не много — от 1,5 до 5 % сухой массы.

Вывод: семена содержат горючие органические и негорючие минеральные (золу).

Определение органических веществ в семени

Известно, что муку получают, размалывая на мельнице зёрна пшеницы.

Цель: выясним состав органических веществ входящих в семена пшеницы.

Что делаем: возьмём немного пшеничной муки, добавим в неё воды и сделаем небольшой комочек теста. Завернём комочек теста в марлю и тщательно промоем в сосуде с водой.

Что наблюдаем: вода в сосуде стала мутной, а в марле остался небольшой клейкий комочек.

Что делаем: капнем 1-2 капли раствора йода в стакан с водой.

Что наблюдаем: жидкость в сосуде посинела.

Результат: испытуемая воды посинела — значит, там есть крахмал.

На марле, в которой было тесто, осталась тягучая клейкая масса — клейковина, или растительный белок.

Вывод: в семенах содержатся растительный белок и крахмал — это органические вещества. В семенах в основном откладываются органические вещества. У разных растений они имеются в разных количествах.

Определение растительных жиров в семенах растений

Кроме белка и крахмала из органических веществ в семенах есть ещё растительные жиры.

Цель: доказать, что в семенах содержатся растительные жиры.

Что делаем: семя подсолнечника положить между двумя листами белой бумаги (рис. 1). Затем надавить на семя тупым концом карандашом (рис. 2).

Что наблюдаем: на бумаге появилось жирное пятно (рис.3).

Общий вывод: органические вещества образуются в организме и при нагревании обугливаются, а затем сгорают, превращаясь в газообразные вещества. Неорганические вещества, входящие в состав семени, не горят и не обугливаются.

Жизненные процессы прорастающего семени

Всхожесть семян

Всхожесть семян — важный показатель их качества самих семян. Определить её не сложно.

Цель: научиться определять всхожесть семян.

Что делают: отсчитывают, из семенного материала, 100 семян подряд, без выбора, раскладывают их на мокрой фильтровальной бумаге или на смоченном песке (можно на мокрой тряпочке).

Что наблюдаем: через 3-4 дня подсчитывают число проросших семян и смотрят, насколько дружно прорастают семена.

Через 7-10 дней вновь подсчитывают число проросших семян и смотрят окончательную всхожесть.

Всхожесть оценивают в процентах, подсчитывая количество проросших процентов из 100 посеянных.

Вывод: чем выше число проросших семян, тем качественнее данный семенной материал.

Прорастание семян

Есть семена, которые при прорастании выносят семядольные листья на поверхность почвы (фасоль, огурец, тыква, свекла, берёза, клён, астра, бархатцы) — это надземное прорастание семени.

У других растений при прорастании семядоли не выходят на поверхность почвы (горох, настурция, конские бобы, дуб, каштан), их относят к растениям с подземным прорастанием.

Условия необходимые для прорастания семян

Для этого можно провести небольшой опыт.

Цель: какие же условия необходимы, чтобы семена начали прорастать?

Что делаем: возьмём три стакана и положим на дно каждого по нескольку зёрен пшеницы. В первом - оставим семена, как есть (в нём будет только воздух). Во второй — нальём воды столько, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Третий стакан наполним до половины. Все три стакана накроем стеклом и оставим на свету. Это начало нашего опыта.

Примерно через 4-5 дней проанализируем полученный результат.

Что наблюдаем: в первом — семена остались без изменения, во втором набухли и проросли, а в третьем только набухли, но не проросли.

Результат: опыт показывает, что семена легко впитывают воду и набухают, увеличиваясь в объёме. При этом органические вещества (белки и крахмал) становятся растворимыми. Таким образом, семя из покоящегося состояния приступает к активной жизни. Однако если, как это в третьем стакане, воздух не имеет доступа к семенам, то они хотя и набухли, но не проросли. Семена проросли только во втором стакане, где к ним был доступ и воды и воздуха. В первом стакане не было изменений, так как к семенам не поступила влага.

Вывод: для прорастания семян необходима влага и воздух.

Влияние температуры на прорастание семени

Цель: подтвердим опытным путём, что помимо влаги и кислорода на прорастание семян влияют и температурные условия.

Что делаем: в два стакана положим несколько семян фасоли (равное количество) и нальём воды, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Накроем стаканы стеклом. Один стакан оставим в комнате при температуре +18-19ºС, а другой выставим на холод (холодильник), где температура не выше +3-4ºС.

Через 4-5 дней, проверим результаты.

Результат: семена проросли только в том стакане, который стоял в комнате.

Вывод: следовательно, для прорастания семян необходима ещё и определённая температура окружающей среды.

Дыхание семян

Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород из воздуха, а в окружающую среду выделяют углекислый газ.

Цель: опытным путём доказать, что растения поглощают кислород из воздуха, а выделяют углекислый газ.

Что делаем: возьмём две стеклянных колбы. В одну поместим небольшое количество набухших семян гороха, а другую оставим пустой. Обе колбы закроем стеклом.

Через сутки, возьмём горящую лучинку и внесём её в пустую колбу.

Что наблюдаем: лучинка продолжает гореть. Опустим в колбу с семенами. Лучинка погасла.

Научно доказано, что кислород воздуха поддерживает горение и поглощается при дыхании. Углекислый же газ — не поддерживает горение и выделяется при дыхании.

Вывод: опыт показал, что прорастающие семена (как живой организм) поглотили кислород (O 2) из воздуха, который был в колбе, а выделили углекислый газ (CO 2). Убедились, что семена дышат.

Сухие семена, если они живые, тоже дышат, но у них этот процесс идёт очень слабо.

Превращение веществ в прорастающем семени

Прорастание семян сопровождается сложными биохимическими и анатомо-физиологическими процессами. Как только в семена начинает поступать вода, в них резко усиливается дыхание и активизируются ферменты. Под их влиянием запасные питательные вещества гидролизуются, превращаясь в подвижную, легко усвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты и сахара, белки — в аминокислоты. Перемещаясь в зародыш из запасающих органов, питательные вещества становятся субстратом для начинающихся в нём процессов синтеза, в первую очередь новых нуклеиновых кислот и ферментативных белков, необходимых для начала роста. Общее количество азотных веществ остаётся на одном уровне даже тогда, когда происходит энергетический распад белков, потому что при этом накапливаются аминокислоты и аспаргин.

Резко уменьшается содержание крахмала, но количество растворимых сахаров не повышается. Сахар расходуется на процесс дыхания, который в прорастающем семени происходит очень энергично. В результате дыхания образуются богатые энергией соединения — АДФ и АТФ, выделяются углекислый газ, вода и тепловая энергия. Часть сахаров расходуется на образование клетчатки и гемицеллюлоз, необходимых для построения оболочек новых клеток.

Значительное количество минеральных веществ, имеющихся в семени, при прорастании остаётся постоянным. Находящиеся в семенах катионы регулируют коллоидно-химические процессы и осмотическое давление в новых клетках.

Влияние запасов питательных веществ в семени на развитие проростков

Рост зародыша и превращение его в проросток происходит за счёт деления и роста его клеток. Чем крупнее семена, тем больше в них запасных веществ и тем лучше растут проростки.

Цель: определить опытным путем влияет ли размер семян на рост проростков.

Что делаем: в одну ёмкость с землёй посеять самые крупные семена гороха, а в другую — мелкие. Через некоторое время сравнить проростки.

Результат очевиден.

Вывод: из крупных семян развиваются более мощные растения, которые дают наиболее высокий урожай. Клеток становится всё больше и больше, так как они получают питательные вещества, растут и снова делятся.

Цель: опытным путём проверим утверждение, что для роста, особенно в первое время, проростки используют вещества, запасённые в самих семенах.

Что делаем: берём одинаковые по величине набухшие семена фасоли и удаляем у одного семени одну семядолю (1), у другого — 1,5 семядоли (2), а у третьего оставить обе семядоли (3) для контроля.

Все их помещаем в ёмкости, как показано на рисунке.

Через 8-10 дней.

Что наблюдаем: заметно, что проросток семени с двумя семядолями оказался более крупным, сильным, чем проросток с одной семядолей или проросток с половинкой семядоли.

Вывод: таким образом, высокое качество семян — необходимое условие для получения хорошего урожая.

Период покоя растения

Период покоя — необходимое условие для прорастания семян. Покой может быть вынужденный, связанный с отсутствием необходимых для прорастания условий (температуры, влажности). Пример покоя семян — сухие семена.

Органический покой определяется свойствами самого семени. Термин «покой» при этом имеет условное значение. В большинстве случаев в таких семенах протекают метаболические процессы (дыхание, иногда рост зародыша), но прорастание заторможено. Семена, находящиеся в органическом покое, даже в условиях, благоприятных для прорастания, не прорастают совсем или прорастают плохо.

Способность семян находиться в вынужденном или органическом покое выработалась у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного для роста проростка времени года. Таким путём создаётся запас семян в почве.

Основные причины, препятствующие прорастанию семян:

• водонепроницаемость кожуры, обусловленная наличием в ней палисадного слоя толстостенных клеток, кутикулы (водонепроницаемой воскообразной плёнки);
• наличие в околоплоднике веществ, ингибирующих (затормаживающих) прорастание;
• недоразвитие зародыша;
• физиологический механизм торможения прорастания.

Время посева и глубина заделки семян

Глубина заделки семян зависит от их размера. Чем семена крупнее, тем их сеют глубже. У крупных семян больше запасных питательных веществ и их хватает для развития и роста проростков, пока они пробиваются с большой глубины.

Мелкие семена сеют на глубину от — до 2 см, средние — от 2 до 4 см, а крупные семена — от 4 до 6 см.

Глубина заделки семян зависит и от свойств почвы. В песчаные почвы семена заделывают глубже, чем в глинистые. Верхние слои рыхлых песчаных почв быстро пересыхают, и при мелкой посадке семена не получают достаточно влаги. На плотных глинистых почвах влаги в верхних слоях достаточно, но зато в нижних слоях мало воздуха. При глубокой посадке — семена задыхаются, так как им не хватает кислорода.

Именно с семени начинается жизнь многих растений. Миниатюрная ромашка или раскидистый клен, ароматный подсолнечник или сочный арбуз - все они выросли из маленькой семечки.

Что такое семя

Семя представляет собой Кроме функции полового размножения, оно выполняет важную функцию расселения растений. Распространяясь при помощи ветра или животных, именно семена растений прорастают и осваивают новые территории. Такую способность обусловливает строение семени растения.

Внешнее строение семени

В результате процесса оплодотворения образуются которых обусловливает выполняемые функции.

Размер семян различных растений варьируется в значительных пределах: от миллиметровых семян мака до полуметровых у сейшельской пальмы.

Форма семян также разнообразна, но чаще она округлая. Обычно которых является типичным, служат примером изучения данного генеративного органа.

Кожура семени сформирована из покровов семязачатка. Это надежная защита семени от недостатка влаги и опасных факторов окружающей среды.

Защитный покров может быть окрашен в разные цвета. Рассматривая вогнутую сторону семени, легко заметить углубление, которое является следом от семяножки. До формирования плода она соединяла семя с околоплодником.

Внутреннее строение семени

Вторая важнейшая часть каждого семени - зародыш. Он является предшественником будущего листостебельного растения, поэтому состоит из его миниатюрных частей. Ними являются зародышевый корешок, почечка и стебелек. Запас питательных веществ зародыша находится в семядолях. Встречается в природе и другой план строения семян, когда зародыш находится внутри эндосперма. Это и есть запас питательных веществ.

Созревшие семена могут длительное время находиться в состоянии покоя, что дает им преимущества перед спорами, которые прорастают сразу после созревания и гибнут, если нет необходимых для развития условий.

В природе достаточно разнообразны представлены все органы, в том числе и семена. Строение обусловливает их классификацию. Семена, в которых находятся в эндосперме, называют белковыми. Другой тип семян называют безбелковыми.

Состав семян

Исследования показали, что все семена состоят из органических веществ, большую часть которых занимает растительный белок или клейковина. Больше всего этого вещества содержися в злаковых растениях, из которых изготавливаю муку и выпекают хлеб.

Также в семенах находится жир и углевод крахмал. Процентное содержание этих веществ варьируется в зависимости от вида растения. Так, семена подсолнечника богаты маслами, зерновки пшеницы - крахмалом.

Кроме белков, жиров и углеводов семена содержат и неорганические вещества. Это прежде всего вода, необходимая для развития будущего растения, и минеральные соли.

Независимо от количества, каждое вещество имеет свое значение для развития и роста семян и является незаменимым.

Семена однодольных и двудольных растений

Наличие семян характерно только для определенной систематической группы растений - семенных. В свою очередь, они объединены в две группы: Голосеменные и Покрытосеменные. Семена голосеменных хвойных растений расположены на чешуйках шишек без покрытия. Поэтому они имеют такое название. В феврале на голый снег выпадают семена, строение которых не предусматривает дополнительной защиты зародыша от неблагоприятных условий.

Гораздо больше шансов прорасти имеют семена покрытосеменных растений. Представители этой группы занимают господствующее положение благодаря наличию плодов, которые защищают их семена. Строение каждого плода обеспечивает надежную защиту от холода и питание зародыша.

Принадлежность растения к определенной группе легко определить. Рассмотрев строение однодольного семени, например, зерновку пшеницы, можно убедиться в наличии только одной семядоли. Проросток такого семени образует один зародышевый листок.

Совсем по-другому устроены семена фасоли. Строение их характерно для семян двудольных растений: две семядоли в зародыше семени и два Кроме строения зародыша, есть и другие признаки, определяющие группу растений. Это тип корневой системы, наличие камбия, строение и жилкование листьев, форма листьев. Но строение семени является определяющим признаком.

Прорастание семян

Наверняка, у каждого дома хранится множество семян. Фасоль, горох, чечевица, и даже пшеница - частые гости на кухне. Но почему же они не образуют проростки? Ответ прост: для их прорастания необходимы определенные условия. Самым главным из них является вода. При ее проникновении семя набухает и в несколько раз увеличивается в объеме, а питательные вещества эндосперма зародыша растворяются. В таком состоянии они становятся доступными для клеток живого зародыша.

Важными условиями прорастания также являются доступ кислорода, солнечного света, оптимальная температура воздуха. Обычно она выше 0 градусов. Но семена озимых злаковых специально обрабатывают холодом, а отрицательная температура является необходимым условием развития их семян.

Роль семян в природе и жизни человека

Семена имеют большое значение как для самих растений, так для животных и человека. Для растений они являются средством размножения и расселения по земной поверхности. Имея запас крахмала, жира и белка, семена служат прекрасным питательным кормом для животных и птиц. Для человека они также являются пищевым продуктом. Невозможно представить жизнь людей без хлеба, изготовленного из семян злаковых или без растительного масла из семян подсолнечника и кукурузы. Да и успех будущего урожая во многом зависит от качества посевного материала.

Семенные растения являются самыми высокоразвитыми, сложными по строению, процессам жизнедеятельности, и занимают господствующее положение в растительном мире. Такого развития они достигли именно благодаря наличию важных генеративных органов - семян.

Содержание урока:

http://rastenia.siteedit.ru/page3

http://ischenko-ksenia.ucoz.ru/index/urok_quotstroenie_semjanquot/0-12

http://otherreferats.allbest.ru/pedagogics/00064743_0.html

1. Семя - орган полового размножения растения. Строение семян

Семенные растения появились на нашей планете в процессе длительной эволюции, связанной с утверждением все более совершенных путей размножения, распространения и сохранения потомства. С появлением семян растения не только обрели новые способы расселения в «удобной упаковке», но и новые возможности сохранения потомства в наименее уязвимой форме и заботы о нем на ранних стадиях развития. Семя - это зародышевая стадия жизни растительного организма.

Все покрытосеменные, несмотря на свое многообразие, имеют общий план строения. Их органы подразделяют на вегетативные и репродуктивные.

Вегетативные (от латинского слова «вегетативус» - растительный) органы составляют тело растения и осуществляют его основные функции, включая вегетативное размножение. К ним относят корень и побег.

Репродуктивные , или генеративные (от латинского слова «генераре» - производить), органы, связанные с половым размножением растений. К ним относят цветок, плод и семя.

Сегодня мы как раз поговорим о семени, из которого вырастает растение. Мы заглянем внутрь семени и познакомимся со всеми его частями и органами.

Жизнь цветкового растения начинается с семян. Весной, когда земля освобождается от снега, многие люди торопятся поскорее посеять разные овощные культуры и цветы на грядках и клумбах. Что они сеют? Конечно же, семена. В землю на небольшую глубину закапывают сухое, небольшое (а иногда и совсем крошечное) семя. Обычно через 2-3 недели на том месте, где под слоем земли находилось семя, появляется маленькое зеленое растеньице - проросток. Чудо? Нет. Оказывается, в каждом семени спрятано будущее растение.

Семена растений различаются по форме, окраске, размерам, весу, но все они имеют сходное строение.

Семя состоит из:

• кожуры,
• зародыша
• и содержит запас питательных веществ.

Зародыш - зачаток будущего растения. В зародыше различают:

• зародышевые корешок,
• стебелек,
• почечку
• и семядоли.

Запас питательных веществ семени находится в особой запасающей ткани - эндосперме (от греческих слов «эндос» - внутри и «сперма»).

Цветковые растения имеют одну или две семядоли. Соответственно различают одно- или двудольные цветковые растения. А вот у хвойных (голосеменных) их несколько.

2. Строение семян двудольных растений

Для первого знакомства наиболее подходит фасоль. Для удобства назовем слегка выгнутую сторону семени спинной частью, вогнутую - брюшной.

Внешнее строение семени фасоли . Познакомимся со строением семени фасоли. Оно крупное, и все его части можно легко рассмотреть. Извлечем семя из плода, намочим его в воде и рассмотрим. Семя фасоли почковидное, уплощенное, снаружи покрыто толстой семенной кожурой .

Кожура - плотный, прочный наружный покров, белая или различно окрашенная (зависит от сорта). Она надежно защищает семя от механического повреждения, высыхания, патогенных микроорганизмов и не дает ему прорасти до надежного и устойчивого установления благоприятных условий. Недаром мы поместили семена в мокрую тряпочку за 1,5-2 дня до урока, внимательно следили, чтобы она не высыхала, и содержали их в теплом месте. При мимолетном намокании вода внутрь не пройдет, т.к. сухая кожура плотно охватывает семя. У кожуры есть и другие функции, о них поговорим позже.

На брюшной стороне хорошо заметен след от семяножки, прикреплявшей семя к стенкам плода. Это рубчик, рядом - маленькое круглое отверстие - семявход. Через него к зародышевой семяпочке еще в цветке проникают мужские половые клетки - пылинки, и тогда происходит оплодотворение. Он и теперь сослужит хорошую службу. Сжимаем набухшее семя - через семявход выступает капелька воды. Какой можно сделать вывод?

Через него в семя проникает вода!

Правильно! Скоро мы убедимся, что и это не последняя услуга, которую окажет готовое отверстие своему семени.

Внутреннее строение семени фасоли . Снимем семенную кожуру. С намоченного семени она снимается легко, а сухого удалить ее очень трудно.

С набухшего семени кожура снимается легко, и обнажаются семядоли - первые, зародышевые, листья , а значит, они являются частью зародыша. Семядоли толстые, мясистые, т.к. содержат много питательных веществ. Раздвигать семядоли начинаем со спинной стороны, медленно и осторожно. Если повезет, обе дольки останутся сидеть на маленьком побеге, но в любом случае легко увидеть места их прикрепления.

Зародышевый корешок уже приготовился выйти наружу. Осторожно снимаем кожуру. Стоп!

Где остановился корешок?

Как раз напротив семявхода!

Да, ему полагается первому выскочить наружу, закрепить семя в почве и начать добывать воду. С какими-то семенами это уже произошло.

Без видимой границы корешок плавно переходит в зародышевый стебель, на котором и сидят семядоли. В верхней части стебелек изгибается, унося внутрь семени от щели между семядолями зародышевую почку.

- А где же эндосперм? Чем же будет питаться зародыш?

«Упитанный» вид семядолей наводит на мысль:

- А семядоли на что?

Дело в том, что у фасоли и других ее родственников (бобовых) семядоли оказались особенно трудолюбивыми и заботливыми няньками зародыша. Они заблаговременно перекачали все питательные вещества из эндосперма в себя. Окруженный такой заботой зародыш сформировал зачатки всех вегетативных органов будущего проростка, и при благоприятных условиях прорастание происходит очень быстро. (У многих других растений зародыш развит гораздо слабее.)

На этом их забота о зародыше не заканчивается.

В плотных дольках, как в люльке, надежно укрылась нежная почка, и во время прорастания именно семядоли пробьют дорогу молодому побегу сквозь грунт, защитив почку от повреждения.

А молодые листики могут не спешить приступать к своим обязанностям - кормить растение продуктами фотосинтеза. И эту обязанность на первых порах возьмут на себя семядоли. Выйдя на поверхность, они заметно подрастут, позеленеют, и мы увидим на них многочисленные жилки проводящей системы. Они активно будут кормить молодой побег. А когда он войдет в силу, сморщатся, засохнут и отомрут. Вот какой это замечательный орган - семядоли!

Вспомним, какие еще растения выносят на поверхность свои крупные семядоли. Это огурцы, тыквы, кабачки и др.

А вот горох - нет. Его семядоли остаются под землей и поддерживают растущий побег лишь находящимися в них веществами.

Не у всех растений семядоли заранее вбирают в себя питательные вещества из эндосперма. Некоторые частично или полностью откладывают эту работу на момент прорастания. Перекачивание питательных веществ - сложный биохимический процесс, подобный перевариванию пищи.

Семядоли вырабатывают специальные вещества, растворяющие эндосперм, и превращают его в легко усваиваемую пищу для зародыша. Это особое «детское питание», как и полагается малышам! Позже мы узнаем, что эндосперм - это не простое хранилище питательных веществ, он тоже возникает в результате оплодотворения, отчего питательные вещества приобретают особую ценность. Эндосперм самым наилучшим образом способствует закреплению и развитию всех полезных свойств и качеств обоих родителей.

Лиши семя эндосперма (как собственно эндосперма, так и семядолей) - и зародыш развиваться не будет, погибнет, и семя не даст потомства. Семядоли есть у всех семенных растений, но их количество, форма и время работы различны.

Таким образом, зародыш обладает теми же вегетативными органами, что и взрослое растение. У зародыша есть корень и побег. Зародышевый побег состоит из стебелька, двух зародышевых листьев (семядолей) и почечки.

Растения, зародыш которых имеет две семядоли, относят к двудольным. Это - картофель, томаты, морковь, яблоня, дуб, огурцы и многие другие растения.

Большинство двудольных растений имеет семена с эндоспермом.

Эндосперм хорошо представлен в семенах помидоров, баклажанов, сирени, мака и липы.

В семенах льна, яблони эндосперм хотя и имеется, но он невелик, и питательные вещества запасены также в зародышах, преимущественно семядолях. У тыквы, подсолнечника, семенах эндосперм практически отсутствует и запасные вещества отложены в семядолях.

3. Строение семян однодольных растений

Теперь рассмотрим семя пшеницы. Пшеница, как и все злаки, - растение однодольное . Сначала рассматриваем семя в лупу. Снаружи - кожура. Вверху на ней - хохолок из тоненьких волосков, на противоположном, нижнем, конце - едва заметный бугорок. Здесь находится зародыш. На приготовленном препарате рассматриваем его строение под микроскопом. Легко находим зародышевую почку из нескольких листиков, зародышевый корешок, а вот контуры стебелька почти не просматриваются, сливаются с семядолей, но он точно должен быть между почкой и корешком.

А где же сама семядоля?

Она, как щит, отделяет названные части зародыша от эндосперма, занимающего большую часть семени, и называется «щиток». Граница с эндоспермом просматривается четко. Пограничный слой клеток имеет особое строение и состоит из поперечно вытянутых клеток. Когда наступает время прорастания, эти клетки еще более вытягиваются, внедряются в эндосперм и, растворяя его, активно всасывают, подобно корню, питательные вещества, перекачивая их в зародыш.

Если сделать продольный разрез зерновки, то мы увидим, что зародыш расположен у основании семени. Основную часть зерновки составляет эндосперм.

На препарате продольного разреза зерновки под микроскопом видны органы зародыша, зародышевый корешок, стебелек и почечка. Семядоля расположена сбоку зародыша на границе эндоспермом и имеет форму щита, только очень маленького, поэтому семядолю и называют щитком.

Зародыш пшеницы, как и других хлебных культур, имеет своеобразное строение и отличается от других однодольных растений боковым положением семядоли и крупной, хорошо сформированной почечкой.

Растения, зародыши которых имеют одну семядолю, называют однодольными.

Среди однодольных встречаются растения, например стрелолист, частуха подорожниковая, семена которых не имеют эндосперма. В таких семенах запасные вещества сосредоточены в зародыше.

Закрепление полученных знаний.

Давайте сравним семя фасоли с семенем зерновки пшеницы. Итак, что же у них общего?

Общее в строении семени фасоли и пшеницы то, что семена имеют семенную кожуру, запас питательных веществ и зародыш.

А чем они различаются?

Различаются :

• в семени фасоли две семядоли , в которых находятся запасные питательные вещества ,
• а в семени пшеницы одна семядоля , а питательные вещества находятся в эндосперме ,
• кожура у однодольных срастается с околоплодником, поэтому ее невозможно отделить.

Семя состоит их трех основных частей: зародыша, эндосперма - вместилища запасных питательных веществ и семенной оболочки. Если запасные вещества необходимы для питания зародыша во время прорастания и развития проростка, а оболочка выполняет в основном функции защиты семени, то зародыш представляет собой зачаток будущего растения, (рис. 3)

Зародыш семени.

После оплодотворения яйцеклетки образуется зигота - клетка, в которой сосредоточены зачатки всех признаков и свойств взрослого организма. Зародыш, развиваясь, частично или полностью использует вещества эндосперма для питания и своего формирования. У однодольных растений образуется одна семядоля, а точка роста находится сбоку. Основная часть зерновки злаков состоит из эндосперма. У двудольных развиваются две семядоли, где и откладываются запасные питательные вещества, а зародыш заполняет все семя. Точка роста у них находится между семядолями.

Если зародыш имеет две семядоли, которые выносятся на поверхность, то проростки скорее переходят на дополнительное автотрофное питание, меньше зависят от материнского семени и лучше приспосабливаются к условиям внешней среды.

Эндосперм- питательная ткань, развивающаяся вокруг зародыша после слияния гамет при оплодотворении. Эндосперм - это не только питательная ткань, он играет более значительную роль в формировании семян и молодых растений.

Покровы семени.

Семенная кожура развивается из наружных покровов семяпочки. У семян злаковых семенная кожура тесно срастается со стенками завязи.

После оплодотворения в процессе развития семени стенки завязи претерпевают морфологические и биохимические изменения, в результате которых возникает плодовая оболочка.

Покров защищает внутренние части семени от механических повреждений, вредных воздействий внешней среды и регулирует поступление и отдачу воды, газообмен и т.д.

Основу семенной кожуры составляет клетчатка - целлюлозный скелет, пропитанный лигнином, содействующим ее одревеснению.

У плодов наружным слоем покрова является плодовая оболочка, под прикрытием которой находятся остальные части семени, в том числе и семенная кожура. При этом плодовая оболочка составляет наиболее развитую часть покровов семени, а семенная значительно редуцируется, и многие функции последней переходят к плодовой оболочке (рис. 4).

По характеру поверхности оболочка бывает блестящей, матовой, гладкой, ячеистой, шиповатой, снабженной летучками или другими выростами.

У пленчатых хлебов (овес, ячмень и др.) зерновки после молотьбы остаются заключенными в цветковые чешуи, что значительно снижает травмированность семян и улучшает их сохранность. Большое значение для сохранения жизнеспособности семян имеет целостность их покровов. По трещинам и другим повреждениям оболочек во внутреннюю часть семени проникают многие вредители и микроорганизмы, что значительно снижает потенциальную величину урожая в результате губительного действия микроорганизмов.

Оболочка, а также алейроновый слой задерживают поступление влаги внутрь семени и препятствуют его увлажнению при небольшом дожде, а при сухой погоде - пересыханию. Повреждения оболочек содействуют более быстрому намачиванию и даже выщелачиванию веществ содержимого семени, а в некоторых случаях вызывают несвоевременное прорастание семени.

У бобовых трав, люпина и некоторых других культур скорость поступления влаги в семена связана с имеющимися в их кожуре палисадным слоем. При изменении его состояния поступление влаги замедляется и даже образуются так называемые твердые семена, кожура у которых становится водонепроницаемой. Однако при нарушении целостности покровов вода сразу же начинает поступать к внутренним тканям семени. Не вся поверхность семени одинаково доступна для воды. Так, у зерновых культур влага быстрее проникает в зародышевую часть семени, а у бобовых - в зону рубчика.

Оболочки семян обладают свойством полупроницаемости в отношении тех или иных веществ, находящихся в растворе. Полупроницаемость оболочки семян имеет большое биологическое и хозяйственное значение. Она значительно влияет на поведение семян при протравливании, при соприкосновении их с удобрениями, на прорастание семян при повышенном содержании солей в почве и т.д.

Соотношение различных частей семени меняется в зависимости от сортовых особенностей, крупности, степени созревания и т.д. В среднем оно может характеризоваться следующими величинами, % массы зерна:

Пшеница Кукуруза

Оболочки 8,9 7,4

Эндосперм 87,9 82,5

Зародыш 3,2 10,1

На долю запасных питательных веществ приходится основная масса семени, и чем крупнее и тяжелее семена, тем больше содержится в них запасных питательных веществ, и тем крупнее у них зародыш. При прочных покровах из таких семян развивается более сильный и устойчивый к различным неблагоприятным условиям проросток, обеспечивающий повышенную продуктивность растений.

Периоды и фазы развития семян.

С момента оплодотворения до полной зрелости в семени наблюдается ряд сложных превращений, т.е. происходит его развитие. У пшеницы различают шесть периодов развития семян.

1. Образование - от оплодотворения до образования точки роста. Семя образовалось, т.е. при отделении от растения оно способно дать жизнеспособный росток. Масса 1000 семян 1 г. Продолжительность периода 7-9 дней.

2. Формирование - от образования до установления окончательной длины зерна. Дифференциация зародыша заканчивается, цвет зерна зеленый, начинают появляться крахмальные зерна. В зернах много свободной воды и мало сухого вещества. Масса 1000 семян 8-12 г. Главное в этот период не накопление запасных веществ, а формирование всех частей зерна. Продолжительность периода 5-8 дней.

3. Налив - от начала отложения крахмала в эндосперме до его прекращения. В этот период увеличивается ширина и толщина зерна до максимума, полностью сформировывается ткань Эндосперма. Влажность зерна снижается до 38-40%, так как накапливается сухое вещество. Продолжительность периода в среднем 20-25 дней.

4. Созревание - начинается с прекращения поступления питательных веществ. В это время преобладают процессы полимеризации и подсыхания. Влажность снижается до 18-12%. Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени еще не закончено, в нем протекают физиологические процессы.

5. При послеуборочном созревании заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, снижается деятельность ферментов, увеличиваются воздухо- и водонепроницаемость семенных оболочек. Влажность семян становится равновесной с относительной влажностью воздуха. Дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, а в конце она становится нормальной. Продолжительность периода зависит от особенностей культуры и внешних условий.

6. Полная спелость - начинается с момента наступления полной всхожести, семена готовы начать новый цикл жизни растений, идет медленное старение коллоидов, которое сопровождается слабым дыханием. В таком состоянии они находятся до прорастания или до полной гибели вследствие старения при длительном хранении.

Периоды делят на более мелкие этапы развития семян - фазы. Период налива делят на четыре фазы, а период созревания - на две.

Фаза водянистого состояния - начало формирования клеток эндосперма. Зерно заполнено водянистой жидкостью, влажность его 80-75%, свободной воды в 5-6 раз больше, чем связанной. Сухое вещество составляет 2-3% максимального. Длительность фазы 6 дней.

Фаза предмолочная - содержимое водянистое с молочным оттенком, так как в эндосперме откладывается крахмал, оболочка зеленоватая, влажность 75-70%, сухое вещество составляет 10%. Продолжительность фазы 6-7 дней.

Фаза молочного состояния - зерно содержит молокообразную белую жидкость. Влажность его до 50%; сухого вещества накоплено 50% от массы зрелого семени. Длительность фазы от 10 до 15 дней.

Фаза тестообразного состояния - эндосперм имеет консистенцию теста. Хлорофилл разрушен и остается только в бороздке. Влажность снижается до 42%, сухого вещества накоплено 85-90%, продолжительность фазы - 4-5 дней.

Фаза восковой спелости - эндосперм восковидный, упругий, оболочки желтые, влажность снижается до 30%, прекращается прирост сухого вещества. Длительность фазы 3-6 дней.

Фаза твердой спелости - эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная, влажность 8-22%, продолжительность фазы 3-5 дней. По фазам происходят значительные изменения посевных качеств и урожайных свойств семян. Так, семена молочного состояния имеют более низкие энергию прорастания, силу роста, полевую всхожесть и уступают по продуктивности семенам в восковой и твердой спелости.

Семена часто обладают пониженными урожайными свойствами, имеют длинный послеуборочный период дозревания, плохо хранятся. Высокая температура при нормальной влажности сокращает налив и ускоряет биохимические процессы. В этом случае семена формируются высокого качества.

Отрицательное влияние на семена зерновых в начале восковой спелости оказывают весенние заморозки. Морозобойное зерно гораздо больше портится при хранении и дает высокий процент ненормальных, ослабленных ростков.

Накопление сухого вещества в зерне заканчивается в середине восковой спелости при влажности 35-40%. В это время растения можно скашивать и укладывать в валки.

И защищенное семенной кожурой. Семя служит для расселения растений и переживания неблагоприятных условий.

Семена используются весной при посеве огурцов, редиса, фасоли, гороха, бобов, при выращивании рассады помидоров, перцев и баклажан.

Семена разных растений различаются по форме и разме-рам. Например, у мака, репы, капусты, петрушки, моркови семена мелкие, у фасоли, бобов, тыквы — крупные.

Со-стоит из зародыша, питательных веществ и семенной ко-журы. Питательные вещества откладываются в эндоспер-ме или семядолях.

Зародыш семени

Главная часть семени — зародыш. Он состоит из заро-дышевого корешка, зародышевого стебелька, почечки и семядолей (рис. 167). Семядоли — это первые листья заро-дыша. Таким образом, зародыш — это миниатюрное расте-ние, которое имеет все органы взрослого растения — корень , стебель , листья.

Семядоля

Зародыш может иметь одну семядолю или две. В зависи-мости от количества семядолей растения делятся на одно-дольные (кукуруза, лук. овес, пшеница, рожь, тюльпан и др.) и двудольные (горох, огурец, тыква, фасоль и др.).

Питательные вещества семени

В семенах содержится запас питательных веществ. Основ-ными запасными питательными веществами являются крах-мал, белки и жиры. Кроме того, в семенах в небольшом ко-личестве имеются минеральные вещества, витамины и дру-гие органические вещества. Одни растения запасают пита-тельные вещества в эндосперме (пшеница, рожь, ячмень, мак, липа, перец сладкий, сирень и др.). У других растений пита-тельные вещества эндосперма во время созревания семян рас-ходуются на рост зародыша. Тогда образуются семена без эн-досперма. Запасные питательные вещества в семенах таких растений откладываются в мясистых семядолях (бобы, горох, огурец, тыква, фасоль и др.). В семенах всегда есть неболь-шое количество воды.

Средства защиты семян

Семенная кожура

Снаружи семя покрыто се-менной кожурой, которая об-разуется из покровов семязачатка.

Семенная кожура надежно защи-щает семя от высыхания, механи-ческих повреждений, перепадов температуры, проникновения бак-терий и грибов . Семенная кожура часто окрашена в различные цвета (рис. 168). У семян пшеницы, ржи, ячменя и других злаков семенная кожура срастается с сухим околоплодником (см. рис. 167).

Ядовитые вещества

Средством защиты семени является не только прочная се-менная кожура, но и различные вещества с резким запахом и вкусом. В семенах некоторых растений содержатся ядовитые вещества, которые также выполняют защитную функцию.

Покой семян

Покой семян — это важное приспособление, позволяющее растениям переживать неблагоприятные усло-вия и поддерживать существование своего вида.

В период созревания семян в них проис-ходит развитие зародыша и накапливаются запасные пита-тельные вещества. В зрелых семенах все процессы жизне-деятельности замедлены, количество воды не превышает 10-15 % от общей массы семени. После созревания на материнском растении и до прорастания семена большинства растений находятся в покое. Благодаря состоянию покоя се-мена могут переживать неблагоприятные условия и долго оставаться живыми. Материал с сайта

Жизнеспособность семян - это свойство се-мян сохранять способность к прорастанию. При наступлении благоприят-ных условий семя пробуждается и прорастает. У некоторых растений семена очень быстро теряют всхожесть — способность к прорастанию. Семена клена серебристого, дуба, бука, каштана конского, тополя, ивы, вяза остаются жизнеспособными от нескольких дней до не-скольких месяцев. Семена пастернака, сельдерея сохраняют жизнеспособность 1-2 года, фасоли, кукурузы — 5-7 лет, огурцов, патиссонов — 6-7 лет. Жизнеспособность семян за-висит от биологических особенностей вида растений, а также от условий хранения. При неправильном хранении (высокие температура и влажность) семена быстро теряют всхожесть.

Рекорд долголетия установлен семена-ми арктического люпина, покрытыми толстой, поч-ти непроницаемой кожурой. Семена этого растения были найдены на плато Юкон в толще промерзшего ила реки Миллер-Крик (Канада). В норах, вырытых леммингами, они пролежали около 10 тыс. лет. По-сеянные семена через двое суток проросли, и одно из них дало цветущее растение.