Распространение плодов. Строение семени. Учитель биологии СОШ 5 Супрун З.М.

У цветковых растений сформировались различные приспособления для распространения семян и плодов. У многих растений плоды распространяются ветром. Они имеют небольшие размеры, легкие, часто снабжены крыловидными придатками или летучками (одуванчик, бодяк).

Ель. Сосна.

Сочные плоды с яркой окраской и ароматным запахом охотно поедаются многими видами животных. Семена этих плодов не перевариваются и вместе с экскрементами попадают в почву. У сухих плодов развиваются различные прицепки, крючочки, которые цепляются за шерсть животных, одежду человека и переносятся ими (лопух, липучка, череда). У некоторых растений созревшие плоды растрескиваются и раскручивающиеся створки околоплодника отбрасывают семена - иногда на значительное расстояние (недотрога, бешеный огурец).

Ландыш. Подорожник. Бешеный огурец.

Плоды некоторых растений распространяются водой (ольха, кувшинка, кокосовая пальма, многие виды осок).

Семя. В типичном случае семя состоит из зародыша и эндосперма, окруженных семенной кожурой. Семенная кожура образуется из покровов семязачатка. Она предохраняет семя от механических повреждений, проникновения патогенных микроорганизмов, излишней потери воды.

Строение семени однодольного растения (пшеница).

Схема строения семени фасоли (вверху) зерна пшеницы (внизу): 1 кожура; 2 плодовая оболочка; 3 эндосперм; 4 семядоли; 5 почка с листочками; 6 стебелек; 7 корешок.

1 - сосны (справа продольный разрез семени, слева - изолированный зародыш); 2 - финиковой пальмы (продольный разрез); 3 - миндаля (справа - продольный разрез, слева - зародыш со снятой семядолей); ск - семенная кожура, ин - интегумент, н - нуцеллус, см - семядоли, з - зародыш, пч - почечка, к - корешок, э - эндосперм, п - подвесок. Строение семян:

При попадании в благоприятные условия семена начинают прорастать. Прорастание семян это переход их от состояния покоя к вегетативному росту зародыша и формирующегося из него проростка. Этот процесс начинается при оптимальном для каждого вида и сорта растения сочетании внутренних и внешних (экологических) факторов влажности, тепла и свободного доступа кислорода.

Зрелые семена в большинстве случаев крайне сухие (их влажность обычно 520%), вследствие чего прорастание невозможно до тех пор, пока они не впитают определенное количество воды, необходимое для метаболической активности. Потребность в воде для набухания зависит от состава семян. Семена с высоким содержанием жиров поглощают 3040% воды от их массы, богатые крахмалом 5070, а с большим количеством белка около 90% и более.

При набухании семян в клеточных органеллах активизируются окислительно-восстановительные ферменты, усиливающие дыхание и гидролиз белков, углеводов, жиров и других органических соединений запасающих тканей эндосперма, перисперма и (или) семядолей зародыша. В результате образуются простые водорастворимые соединения, доступные для поглощения клетками развивающегося зародыша. Кроме того, набухание семян сопровождается активированием фитогормонов, регулирующих их прорастание, а также освобождением энергии, которая используется в биохимических процессах зародыша и проростка (синтез пластических веществ, формирование клеточных органелл, деление клеток и др.).

На ранних стадиях прорастание может быть полностью анаэробным, но как только семенная кожура лопается, оно становится аэробным и требует кислорода. Свободный доступ кислорода усиливает интенсивность дыхания прорастающих семян в сотни раз. Если почва перенасыщена водой, доступное семени количество кислорода может оказаться недостаточным для такого дыхания и прорастание станет невозможным. Только у немногих растений (рис, тимофеевка) семена могут прорастать при пониженной аэрации.

У двудольных растений вслед за корешком наружу выходит гипокотиль (на рисунке выше это изогнутая светло-зеленая часть между семенем и белым корешком). Гипокотиль, или подсемядольное колено, - это часть стебля между корневой шейкой и семядолями. Гипокотиль растет и проталкивает кончик корешка в почву. У большинства растений он первоначально петлеобразно изогнут и верхушкой своего изгиба пробивается через слой почвы, поэтому верхушечная почка зародышевого стебелька не повреждается. Семядоли ведут себя по-разному. Могут быть вынесены растущим стебельком на поверхность почвы, и стать первыми ассимилирующими органами. Такой тип прорастания называется надземным. Его можно наблюдать у укропа, подсолнечника, фасоли и др.

При подземном прорастании семядоли могут выполнять «гаусториальную» (помогают проростку всасывать питательные вещества из эндосперма) функцию или служат пищей для развивающегося растения. У проростка двудольных растений можно различить также эпикотиль. Эпикотиль, или надсемядольное колено, часть стебля между семядолями и почкой или первым настоящим листом.

1 – главный корень, 2 – боковые корни, 3 – семя, 4 – гипокотиль (подсемядольное колено), 5 – эпикотиль, 6 – семядоли, 7 – боковой побег, 8 – черешок, 9 – листовая пластинка, 10 – прилистник, 11 – чешуевидный листочек, 12 – усик Подземное (а) и надземное (б) прорастание семян двудольных сорняков:

У злаков пробивается через слой почвы не гипокотиль, а колеоптиль. Колеоптиль – это наружный лист почечки. Верхушечная почка главного побега находится внутри колеоптиля и защищена таким образом от повреждений. Когда колеоптиль выходит на поверхность почвы, он прекращает расти и первый настоящий лист прорывает его и выносится наружу.

Прорастание семян у фасоли (1), пшеницы (2), кедра (3)

Влияние глубины заделки семян в почву на прорастание и развитие ростков

Зародыш это зачаток новой особи, миниатюрный спорофит. У большинства цветковых растений зародыш состоит из зародышевого корешка, стебелька и почечки. К верхней части стебелька прикрепляются семядольные листья (семядоли). При этом у двудольных растений закладываются две семядоли (они содержат запасные вещества семени), у однодольных одна. Единственная семядоля зародыша злаков называется щитком. Она расположена на границе с эндоспермом и при прорастании зерновки способствует поступлению растворенных питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Эндосперм ткань, содержащая питательные вещества. Она формируется не только у почти всех однодольных растений, но и у ряда двудольных (лен, укроп, морковь и др.). В триплоидных клетках эндосперма, а также в семядолях зародыша содержится значительный запас питательных веществ (крахмал, белки, жиры и др.), необходимых для развития зародыша и формирования проростка. Зерно бобовых культур содержит белков значительно больше, чем зерновых, а крахмала меньше. Масличные культуры (подсолнечник, соя, рапс и лен) оцениваются по содержанию жиров в семенах. Данные о содержании органических веществ в семенах (зерне)

Содержание органических веществ в семенах культурных растений зависит от ряда факторов от биологических особенностей вида и сорта, возраста, условий питания, водоснабжения, температуры, освещения и т. д.

По количеству органических веществ в семенах оценивается качество урожая. В зерновых культурах качество зерна определяется прежде всего содержанием белков и крахмала. Наибольшее количество белков содержится в зерне пшеницы и наименьшее в зерне пивоваренного ячменя. Хлебопекарные качества пшеницы определяются содержанием в ней клейковины.

Содержание (в %) питательных веществ в семенах: пшеницы, гороха, подсолнечника

Средний химический состав семян некоторых сельскохозяйственных культур (%). Культура Во да Бел ки Крах мал, сахар Целл юлоза Жир ы Зола Пшеница ,52,0 Рожь ,0 Ячмень ,52,03,0 Гречиха ,03,02,0 Горох ,51,53,0 Лен ,03,54,0

Название плодов Типы плодов Какие растения имеют такой плод Соч ный Сух ой Односе манный Многосе мянной Боб++ Горох, фасоль, соя, люпин, арахис, клевер. Стручок++Капуста, редис, горчица, редька, пастушья сумка. Яблоко++Яблоко, груша, рябина, боярышник. Ягода++Смородина, виноград, картофель, томат, киви, крыжовник Костянк а ++Вишня, абрикос, слива, малина, манго, грецкий орех, кокосовая пальма. Коробоч ка ++Мак, тюльпан, лен, дурман, белена.