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.

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.

Семя - орган размножения растений, развивающийся после оплодотворения из семязачатка.

При образовании семени и плода один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу (оплодотворенная яйцеклетка). В дальнейшем зигота делится многократно, и в результате развивается многоклеточный зародыш растения. Центральная клетка, слившаяся со вторым спермием, также многократно делится, однако второй зародыш не возникает. Образуется особая ткань – эндосперм. В клетках эндосперма накапливаются запасы питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Покровы семязачатка разрастаются и превращаются в семенную кожуру.

Таким образом, в результате двойного оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется стенка плода, называемая околоплодником.

Типы семян

1. с эндоспермом (семя состоит из трех частей: семенной кожуры, эндосперма и зародыша. Семя с эндоспермом присуща Односемядольные, но может происходить и в двудольных - маковых, пасленовых, зонтичных);

2. с эндоспермом и периспермом (обычно редкий тип строения, когда в семени является зародыш, эндосперм и перисперм. Он характерен для лотоса, мускатного ореха);

3. с периспермом (эндосперм полностью расходуется на формирование зародыша. Семена такого типа свойственно гвоздичным);

1. без эндосперма и перисперма (зародыш занимает всю полость зародышевого мешка, а запасные питательные вещества накапливаются в семядолях зародыша. Вместе семя состоит из двух частей: семенной кожуры и зародыша. Такое строение семени свойственна бобовым, тыквенным, розоцветных, ореховым, буковым и др.)

Перисперм - Запасающая диплоидная ткань семени, в которой откладываются питательные вещества. Возникает из нуцеллуса.

Эндосперм - Крупноклеточная запасающая ткань, основной источник питания для развивающегося зародыша. Сначала он активно передает зародышу вещества, поступающие от материнского организма, а затем служит резервуаром для откладывания питательных веществ.

Рис. Семена

16. Классификация плодов. Соплодия .

Плод-орган размножения покрытосеменных растений, образующийся из одного цветка и служащий для формирования, защиты и распространения заключенных в нём семян. Многие плоды-ценные продукты питания, сырьё для получения лекарственных, красящих веществ и т. п.

Классификация плодов

В большинстве классификаций плоды обычно разделяют на настоящие (формирующиеся из разросшейся завязи) и ложные (в их образовании принимают участие и другие органы).

Настоящие плоды подразделяют напростые (сформированные из одного пестика) и сложные (возникшие из многочленного апокарпного гинецея).

Простые делят по консистенции околоплодника на сухие и сочные .

Среди сухих различают односеменные (например, зерновка, орех) и многосеменные . Многосеменные плоды разделяют на вскрывающиеся (боб, коробочка, мешочек, стручок и др.) и невскрывающиеся. Невскрывающиеся сухие многосеменные плоды разделяют на членистые (членистый боб, членистый стручок) и дробные (вислоплодник, двукрылатка и др.)

Среди сочных плодов также выделяют многосемянны (тыквина, яблоко, ягода) и односемянные (костянка).

Сложные называют, исходя из названий простых плодов (многокостянка, многоорешек и т. д.).

В отличие от плода (простого или сложного), соплодие формируется не из одного цветка, а из целого соцветия или его частей. В любом случае в образовании соплодия кроме цветков принимают участие оси соцветия. Соплодие пред­ставляет собой продукт видоизменения (после оплодотво­рения) не только цветков, но также осей соцветия. В типичных случаях соплодие имитирует плод и соответству­ет ему функционально. Классический пример - соплодие ананаса.

17 ,Вегетативного размножения растений и его биологическое значение Вегетативное размножение растений (от лат. vegetativas - растительный) - это размножение растений с помощью вегетативных органов (корня, стебля, листа) или их частей. Вегетативное размножение растений основывается на явлении регенерации. Во время такого способа размножения все свойства и наследственные качества в дочерних особей полностью сохраняются.

Различают естественное и искусственное вегетативное размножение.Естественное размножение происходит постоянно в природе через невозможность или затрудненность семенного размножения. Основывается на отделении от материнского растения жизнеспособных вегетативных органов или частей, способных в результате регенерации восстанавливать целое растение из ее части. Вся совокупность полученных таким образом особей имеет название клон. Клон (от греч. clon - росток, ветвь) - популяция клеток или особей, которая образуется в результате бесполого деления из одной клетки или особи. Вегетативное размножение растений в природе осуществляется путем:

Разделения (одноклеточные);

Корневыми ростками (вишня, яблоня, малина, ежевика, шиповник);

Коренебульбами (орхидея, георгины);

Отводками (смородина, крыжовник);

Усами (земляника, лютик ползучий);

Oкорневищами (пырей, тростник);

Клубнями (картофель);

Луковицами (тюльпан, лук, чеснок);

Выводковыми почками на листьях (бріофілюм).

Биологическое значение вегетативного размножения: а) одно из приспособлений для образования потомков там, где нет благоприятных условий для полового размножения; б) у потомков повторяется генотип родительской формы, что важно для сохранения признаков сорта; в) один из путей сохранения ценных сортовых признаков и свойств; г) при вегетативном размножении растение может храниться при условиях невозможности семенного воспроизведения; д) предпочтительный способ размножения декоративных растений; е) при прививке - в привойной растения возрастает устойчивость к внешним условиям.Следует отметить и недостатки вегетативного размножения: а) передаются отрицательные черты б) передаются болезни материнского организма.

18. БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ, ЕГО РОЛЬ И ФОРМЫ Размножение – универсальное свойство всех живых организмов, способность воспроизводить себе подобных. С его помощью происходит сохранение во времени видов и жизни в целом. Жизнь клеток, намного короче жизни самого организма, поэтому его существование поддерживается только за счет размножения клеток. Различают два способа размножения – бесполое и половое. При бесполом размножении главным клеточным механизмом, обеспечивающим увеличение числа клеток, является митоз. Родителем является одна особь. Потомство представляет собой точную генетическую копию родительского материала. 1) Биологическая роль бесполого размножения Поддержание приспособленности усиливает значение стабилизирующего естественного отбора; обеспечивает быстрые темпы размножения; используется в практической селекции. 2) Формы бесполого размножения У одноклеточных организмов выделяют следующие формы бесполого размножения: деление, эндогонию, шизогонию и почкование, спорообразование. Деление характерно для амебы, инфузории, жгутиковые. Сначала происходит митотическое деление ядра, затем цитоплазма делится пополам все более углубляющейся перетяжкой. При этом дочерние клетки получают примерно одинаковое количество цитоплазмы и органоидов. Эндогония (внутреннее почкование) характерно для токсоплазмы. При образовании двух дочерних особей материнская дает лишь двух потомков. Но может быть внутреннее множественное почкование, что приведет к шизогонии. Встречается у споровиков (малярийного плазмодия) и др. Происходит многократное деление ядра без цитокинеза. Из одной клетки образуется очень много дочерних. Почкование (у бактерий, дрожжевых грибов и др.). При этом на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро (нуклеоид). Почка растет, достигает размеров материнской особи, а затем отделяется от нее. Спорообразование (у высших споровых растений: мхов, папоротников, плаунов, хвощей, водорослей). Дочерний организм развивается из специализированных клеток – спор, содержащих гаплоидный набор хромосом. 3) Вегетативная форма размножения Характерна для многоклеточных организмов. При этом новый организм образуется из группы клеток, отделяющихся от материнского организма. Растения размножаются клубнями, корневищами, луковицами, корнеклубнями, корнеплодами, корневой порослью, отводками, черенками, выводковыми почками, листьями. У животных вегетативное размножение встречается у самых низкоорганизованных форм. Ресничные черви делятся на две части, и в каждой из них восстанавливаются недостающие органы за счет неупорядоченного деления клеток. Кольчатые черви могут восстанавливать целый организм из одного членика. Этот вид деления лежит в основе регенерации – восстановления утраченных тканей и частей тела (у кольчатых червей, ящериц, саламандр)

19 Половое размножение - связано со слиянием специализированных половых клеток - гамет с образованием зиготы. Гаметы могут быть одинаковыми и разными в морфологическом отношении. Изогамия - слияние одинаковых гамет; гетерогамия - слияние разных по размеру гамет; оогамия - слияние подвижного сперматозоида с крупной неподвижной яйцеклеткой.

Для некоторых групп растений характерно чередование поколений, при котором половое поколение продуцирует половые клетки (гаметофит), а неполовое поколение производит споры (спорофит).

Оплодотворение - это объединение ядер мужских и женских поло­вых клеток - гамет, приводящее к формированию зиготы и последующему развитию из неё нового (дочернего) организма.

Гамета – это репродуктивная клетка, имеющая одинарный (или гаплоидный) набор хромосом, участвующая в половом размножении. То есть, другими словами, яйцеклетка и сперматозоид являются гаметами с набором хромосом по 23 в каждой.

Зигота – это результат слияния двух гамет. То есть зигота образуется в результате слияния женской яйцеклетки и мужского сперматозоида. В последствие она развивается в особь (в нашем случае, в человека) с наследственными признаками обоих организмов родителей.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором, то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей.

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 – зачаточное растение. Оно развивается из семизачатка. По строению семена двудольных и однодольных растений различаются между собой. У двудольных растений одна из сторон семени выпуклая, другая вогнутая. Снаружи блестящая гладкая семенная кожура. Под ней – зародыш, состоящий из двух семядолей и расположенных между ними корешка, стебелька и почечки.

Семя однодольных снаружи одето околоплодником, который плотно сросся с семенной кожурой. Если семя разрезать, то можно увидеть, что большую часть составляет мучнистый эндосперм, зародыш имеет маленький корешок, стебелек и почечку.

После периода покоя начинается его прорастание. Для прорастания семени необходимы определенные условия. Для семян каждого вида растения эти условия различны. Температуры, при которых могут прорастать различные семена, колеблются от +5 до +40 градусов С. Прорастающее семя активно дышит.

Необходимое условие – наличие воды. На первых этапах, до развития листьев зародыш питается исключительно запасом питательных веществ. Это в основном липиды, белки. Рост собственно зародыша идет за счет деления клеток и увеличения их размеров. Первым видимым признаком прорастания является появление первичного корешка. Он обладает первичным геотропизмом, то есть растет по направлению силы тяжести, укореняя растение в земле.

Порадовав нас на стадии цветения богатейшей палитрой тонов, оттенков, разнообразием форм, вызвав в воображении удивительные образы, растения вступают в следующую стадию развития - формирование семян, которые продолжат жизнь в следующих поколениях.

Можно ли назвать семя органом растения? Оказывается, нет. Даже первая клетка, образовавшаяся в результате слияния ядер пыльцевого зерна и яйцеклетки, - уже новый организм, хотя и зависящий от материнского растения на начальных этапах своего развития.

Строение и свойства семени определяются основными функциями, возложенными на них природой: воспроизведение растений, расселение и переживание неблагоприятных условий. Способность семени оптимально реализовать эти функции зависит как от генетического потенциала родителей, так и от условий, в которых произрастало материнское растение. У агрономов даже есть понятия энергия прорастания семян (способность давать дружные всходы) и всхожесть (доля проросших семян от общего числа посаженных). Эти характеристики говорят о качестве, о “силе” семян.

Семена удивительно разнообразны по внешнему строению, по размерам, по массе, по составу запасных питательных веществ и даже по степени сформированности зародыша к тому моменту, когда они покидают материнское растение. Общим для всех семян является то, что они состоят из семенной кожуры, эндосперма (запаса питательных веществ) и зародыша.

Защиту зародыша обеспечивает семенная кожура. Она непроницаема для воды; такие семена могут долго лежать в почве, прежде чем прорастут. К тому же при созревании семени в его кожуре накапливается абсцизовая кислота, подавляющая метаболические процессы.

У зрелого зародыша стеблеподобная ось несет одну или две семядоли (первые "листья” будущего растения). На концах зародышевой оси расположены верхушечные меристемы корня и побега.

Основная функция эндосперма - питать прорастающий зародыш.

Как и зародыш, эндосперм состоит из живых клеток. Но зачем растению живая запасающая ткань?

Эндосперм не является просто кладовой. Здесь записана программа поступления в прорастающий зародыш питательных веществ: какие соединения нужно выдавать и в каком порядке.

В семенах разных растений эндосперм развит в различной степени. Он составляет основную часть зрелых семян пшеницы, томатов, моркови. А у вишни, гороха, подсолнечника он почти не развит; запасы сосредоточены в самом зародыше, чаще всего - в семядольных листьях (у бобовых).

У орхидей эндосперма нет совсем, да и микроскопический зародыш тоже не содержит запасных веществ.

Чтобы прорасти, семя орхидеи должно попасть в богатую и влажную почву, пронизанную мицелием гриба ризоктонии. С помощью этого симбионта проросток получает все необходимое, пока не станет способен к самостоятельному существованию.

А что растения запасают в семенах? Злаки, например, накапливают в эндосперме крахмал. Его довольно много - 60-70% от сухой массы зерна. Белков в этих семенах всего 10-16%, жиров - 2%. Бобовые растения в основном запасают белки: соя - до 40%, горох, бобы, вика - до 30%, фасоль - 23%. Семена масличных культур содержат много жиров: клещевина - 60%, подсолнечник - 56%, кунжут - 53%, мак - 45%. Разный состав семян подразумевает и разные пути дальнейшего превращения запасов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Одноклассники

Развитие пыльцевой трубки. Пылинка, попав на рыльце пестика, прорастает. Содержимое пыльцы, одетой интиной, выпячивается через поры в экзине и образует пыльцевую трубку. Скорость роста пыльцевой трубки составляет 35 мм/час

Ядро клетки и генеративное ядро находятся на растущем конце пыльцевой трубки. Достигнув завязи пыльцевая трубка направляется к семязачатку и проникает в него через микропиле. Оболочка зародышевого мешка растворяется при соприкосновении с кончиком пыльцевой трубки. В зародышевом мешке пыльцевая трубка растет по направлению к яйцеклетке. Оболочка на кончике пыльцевой трубки разрывается и оттуда выходят два спермия. Один сливается с яйцеклеткой, а другой – с вторичным ядром зародышевого мешка или с одним из центральных ядер. Происходит двойное оплодотворение – характерная особенность покрытосеменных растений, не встречающаяся у голосеменных. Двойное оплодотворение открыл в 1898 г. Русский ботаник С. Г. Навашин.

Впоследствии из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из канальцевой клетки с оплодотворенным вторичным ядром – эндосперм. Эндосперм покрытосеменных триплоиден, что является принципиальным различием между покрытосеменными и голосеменными.

По форме спермии различны: палочковидные, червеобразные, способные к передвижению, несмотря на отсутствие жгутиков..

Формирование зародыша. Оплодотворенная яйцеклетка переходит в состояние покоя, зависящее от времени и внешних условий. Первое деление сопровождается заложением поперечной перегородки. Из терминальной клетки развивается зародыш, а из базальной клетки в дальнейшем образуется конус нарастания побега и семядоли. Первичный корень возникает из самой нижней клетки подвеска. У двудольных зародыш имеет две семядоли, подсемядольное колено, первичный корень, конус нарастания первичного побега (иногда формируется зачаточные листочки или зачаточные почечки).

Формирование эндосперма.

Из чего состоит зародыш семени растения? Строение зародыша семени

Эндосперм служит основным источником питательных веществ

У орхидных развитие эндосперма подавлено. Триплоидное ядро отмирает немедленно или через несколько делений.

Семязачаток превращается в семя. Кожура образуется из интегументов, отчасти из нуцеллюса, Стенка завязи образует околоплодник, окружающий семена, развивающиеся в завязи. Вся завязь превращается в плод.

СЕМЯ

В результате процесса двойного оплодотворения из семязачатка формируется семя. Семя состоит из зародыша и запасных питательных веществ, покрытых семенной кожурой. Зародыш семени развивается из зиготы, образованной в результате слияния спермия с яйцеклеткой. Клетка, возникшая в результате слияния другого спермия с вторичным ядром зародышевого мешка, развивается в питательную ткань семени - эндосперм. Синергиды и антиподы обычно дегенерируют и растворяются, интегументы превращаются в кожуру семени, а нуцеллус у большинства

Рис. 117. Семена покрытосеменных. А-с эндоспермом, который окружает зародыш (мак); Б - с эндоспермом, который лежит рядом с зародышем (пшеница мягкая); В - с запасными веществами, отложенными в семядолях зародыша (горох); Г - с эндо-спермом, окружающим зародыш, и мощным периспермом (черный перец); Д - с пери-спермом, окруженным зародышем (куколь);

/ - семенная кожура, 2 - семенная кожура, сросшаяся с перикарпием, 3-перисперм, 4 - эндосперм, 5 — зародыш, 6 - почечка, 7 - корешок, 8 - семядоли

растений потребляется непосредственно в ка-честве питательного вещества при формиро-вании зародыша семени, реже превращается в питательную ткань - перисперм.

Различают четыре типа семян в зависи-мости от того, где откладываются запасные вещества: в эндосперме, в перисперме, в за-родыше, в эндосперме и перисперме (рис. 117).

Рассмотрим детальнее строение семени с эндоспермом на примере зерновки пшеницы, представляющей плод с одним семенем (рис. 118). Снаружи она покрыта довольно тонким пленчатым слоем, который трудно отделить от внутренней части зерновки. Этот слой является околоплодником, срос-шимся с кожурой семени. Внутри располо-жены зародыш и эндосперм. Зародыш име-ет сформированные вегетативные органы бу-дущего растения: зародышевой корешок с корневым чехликом, корневое влагалище - колеоризу, зародышевый стебелек и почечку. В центре почечки хорошо заметен конус на-растания стебля, прикрытый зародышевыми листьями. Верхний зародышевый лист - колеоптиль - служит защитой для молодо-го проростка при прохождении через почву. Часть зародыша, примыкающая к эндоспер-му, называется щитком. Щиток - единствен-ная развитая семядоля, выполняющая здесь функцию поглощения питательных веществ из эндосперма в период прорастания семе-ни. На противоположной щитку стороне сте-белька находится эпибласт - вероятно, ос-таток (рудимент) второй семядоли. Послед-ний у многих злаков отсутствует. Эндосперм в периферической части (под семенной ко-журой) имеет слой однородных клеток, со-держащих алейроновые зерна,- алейроно-вый слой, в центральной части расположе-ны крахмалоносные клетки.

Примером семени с запасными вещества-ми в зародыше может служить семя фасоли (рис. 119). Снаружи оно покрыто довольно толстой семенной кожурой. На узкой вогну-той поверхности семени расположен руб-чик - место прикрепления семени к семя-ножке. Здесь же находится микропиле (се-мявход). Роль его состоит в пропускании во-ды и газов внутрь семени. Непосредственно над микропиле помещается небольшой буго-рок, образованный зародышевым корешком.

Рис 118. Зерновка пшеницы. А- схема продольно-поперечного разреза;

Б-зародыш на продольном разрезе: 1-волоски,2-околоплодник,3-кожура семени,4,5- эндосперм,6-щиток, 7-стебелек,8-почечка, 9листочки, 10-колеоптиль,11-эпибласт,12-корешок, 13-чехлик, 14-колеориза (корневое влагалище).

Семена характеризуются очень важ-ной особенностью: в условиях неблаго-приятных для прорастания они могут значительное время пребывать в состоянии глубокого покоя

С наступлением благоприятных условий (температуры и влажности) семена всасывают воду и при достаточном доступе воздуха начинают прорастать, формируя проросток.

Семя развивается из семязачатка после оплодотворения (в случае апомиксиса — без оплодотворения). Снаружи оно покрыто семенной кожурой, образованной из интегумента и выполняющей защитную функцию. Эндос-перм, возникший из триплоидного ядра, содержит запасные вещества, пи-тающие зародыш при прорастании. У некоторых растений запасающую функцию может выполнять перисперм, образовавшийся из нуцеллуса. Из оп-лодотворенной яйцеклетки развивается зародыш.

Семена многих растений имеют придатки в виде сочных, мясистых, часто окрашенных выростов, богатых питательными веществами. Если эти выросты развиваются из семяножки (пассифлора, бересклет, мускатный орех), их называют присемянниками, или ариллусами, если из интегументов (хохлатка, клещевина) — карункулами, или ариллоидами. Они служат для привлечения животных, участвующих в распространении семян.

Семенная кожура (спермодерма) выполняет защитную функцию. На кожуре есть небольшое отверстие — микропиле, способствующее проникновению первых порций воды в начале набухания, и рубчик — место прикрепления семени к семяножке. Степень развития, твердость семенной кожуры определяются характером околоплодника: при невскрывающихся твердых околоплодниках она тонкая (вишня, дуб, сложноцветные); в противоположных случаях кожура твердая (виноград, калина). У граната — сочная семенная кожура.

Эндосперм возникает из триплоидного ядра, которое после оплодотворения начинает делиться первым. По характеру развития различают три основных типа эндосперма:

• ядерный (нуклеарный), т. е. сначала образуется большое количество ядер, затем вокруг них формируются оболочки;
• клеточный (целлюлярный), т. е. каждое деление ядра сопровождается цитокинезом;
• гелобиалъный (промежуточный), т. е. после первого деления зародышевый мешок делится на две части: микропилярную (большую) и халазальную (маленькую). В них происходит свободное деление ядер, а впослед-ствии возникают клеточные стенки.

В эндосперме запасаются крахмал, масла, белки. В покоящемся семени эндосперм твердый. При прорастании вещества эндосперма гидролизируются под действием ферментов и поглощаются зародышем; 85% покрытосеменных растений имеют эндосперм (магнолиевые, лилейные, пальмы), 15% — не имеют (бобовые).

Перисперм — запасающая ткань, характерная для некоторых растений (перец, кувшинка, звездчатка, свекла) и возникающая из нуцеллуса (2n).

По наличию запасающих тканей выделяют следующие типы семян:

• с эндоспермом (клещевина, злаки, пасленовые);
• с эндоспермом и периспермом (перец, кувшинка);
• с периспермом и без эндосперма (звездчатка, куколь, свекла);
• без эндосперма и перисперма (бобовые, орхидные).

Зародыш возникает из оплодотворенной яйцеклетки и состоит из меристематических тканей.

Общее строение семян растения и необходимые условия для прорастания

Гетеротрофен часто расчленен. Зародыш представлен осью и семядольными листьями (два — у двудольных, один — у однодольных). Семядоли выполняют выделительную, запасающую, всасывающую функции.

На оси зародыша у некоторых растений формируется почечка с зачатками настоящих листьев. С другой стороны, расположен корешок с корневым чехликом. Часть оси, к которой прикрепляются семядоли, называют семядольным узлом. Ниже семядолей на оси располагается гипокотиль (подсемядольное колено), выше — эпикотиль.

В семени злаков эндосперм занимает значительный объем, т. к. в нем откладываются запасные вещества. Он дифференцирован на два слоя. На-ружный — алейроновый слой, в котором откладываются белки. Он расположен сразу под семенной кожурой. Ближе к центру находятся клетки с крах-мальными зернами.

Зародыш злаков состоит из одной семядоли, зародышевого корешка, зародышевого стебелька и почечки. Единственная семядоля (щиток) прилежит к хорошо развитому эндосперму. В центре почечки хорошо заметен конус нарастания стебля, прикрытый примордиями листьев. Наружный колпачковидный лист, окружающий почечку, называется колеоптилем. Зародышевый корешок окружен специальным многослойным чехлом (колеоризой), которая при прорастании набухает и развивает на поверхности всасывающие волоски. Иногда на стороне, противоположной щитку, образуется чешуевидный вырост — эпибласт. Он расценивается некоторыми учеными как остаток второй семядоли

Социальные кнопки для Joomla