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.
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.
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.).
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.
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).
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 — 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.
Ключевые слова конспекта: семя, двудольные, однодольные, семенная кожура, зародыш, эндосперм, строение семян, прорастание семени, плод, виды плодов, функции плодов, виды распространения семян и плодов.
Главная часть семени — зародыш . Он состоит из корешка, стебелька, почечки и двух или одной семядолей. Этот признак лежит в основе разделения всех цветковых растении на два класса — Двудольные и Однодольные .
Семя - opган семенного размножения и расселения растений. Оно образуется из семязачатка (семяпочки) в завязи растений. Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ (эндосперма).
Семенная кожура образуется из покровов семяпочки и выполняет защитные функции; в том числе защищает семя от высыхания и, наоборот, от преждевременного насыщения влагой. На семенной кожуре можно различить рубчик — место прикрепления семяножки. Зародыш включает корешок, стебелек, почечку и одну или две семядоли — образовании, гомологичные листьям. У двудольных их две, у однодольных — одна. При наземном прорастании семядоли способны к фотосинтезу, при подземном - служат хранилищем питательных веществ. Из корешка образуется главный корень, из почечки - главный побег растения. Запас питательных веществ (эндосперм) у одних растений полностью поглощается растущим зародышем и накапливается в семядолях, которые становятся мясистыми и заполняют все семя (у многих двудольных: фасоль, горох и др.); у других — эндосперм сохраняется и занимает основной объем семени (у злаков). Эндосперм образуется в результате так называемого и состоит из триплоидных клеток.
Семя находится внутри плода . Например, яблоко — это плод, а семечки внутри яблока — это семя; арбуз — это плод, а косточки внутри — это семя; слива — это плод, а косточка внутри — это семя.
Основными питательными веществами в семенах являются углеводы , главным образом: крахмал (пшеница, ячмень), белки (фасоль, горох, бобы), жиры (подсолнечник, олива, лен). Кроме органических веществ, семена содержат воду и минеральные вещества.
В неблагоприятных условиях семена могут долго пребывать в состоянии покоя . Величина его у всех растений разная.
Для прорастания семени необходимы вода, тепло и воздух . При достаточном количестве воды семя набухает и плотная кожура разрывается. При благоприятной температуре ферменты семени переходят из неактивного состояния в активное. Под их действием нерастворимые запасные вещества превращаются в растворимые: крахмал — в сахар, жиры — в глицерин и жирные кислоты, белки — в аминокислоты .
Приток питательных веществ к зародышу выводит его из состояния покоя, и начинается рост. Прорастающие семена непрерывно поглощают кислород и выделяют углекислый газ, при этом выделяется тепло. Хранят семена в сухих, хорошо проветриваемых помещениях. Доступ воздуха к семенам должен быть постоянным, хотя сухие семена дышат менее интенсивно.
Плод - орган покрытосеменных растений; представляет собой видоизмененный после оплодотворения цветок. Функции плодов : защита и распространение семян. В состав плода входят пестик и другие части цветка: разросшееся цветоложе, сросшиеся основания чашелистиков, лепестков и тычинок. Разросшиеся стенки завязи формируют околоплодник.
| Название плода | Особенности строения | Примеры |
| Зерновка | Кожистый околоплодник срастается с семенем | Злаки: овес, рис, пырей |
| Семянка | Кожистый околоплодник не срастается с семенем | Подсолнечник |
| Орех | Околоплодник деревянистый | Дуб, орешник |
| Крылатка | Семянки и орешки с крыловидным выростом | Клен, ясень, береза |
| Боб | Плод, раскрывающися двумя створками, без перегородки | Горох, бобы |
| Стручок и стручочек | Плод из двух створок с перегородкой, семена прикреплены к перегородке | Пастушья сумка, капуста |
| Коробочка | Сухой плод, открывающийся крышечкой или отверстиями | Мак, белена, гвоздика |
| Костянка | Плод с сочной мякотью и одревесневшим внутренним слоем околоплодника - косточкой | Вишня, персик, миндаль |
| Ягода | Многосемяыный плод с мякотью, покрытой тонкой кожицей | Смородина, томат |
| Яблоко | Семена лежат в пленчатых сухих камерах | Айва, груша, яблоня |
| Тыквина | Семена лежат в сочной мякоти плода, наружный слой околоплодника деревянистый | Огурец, арбуз, кабачки |
| Померанец | Многогнездный ягодоподобный плод, экзокорний которого ярко окрашен и содержит эфирные масла | Апельсин, лимон, мандарин, грейпфрут, лайм |
Это конспект по теме «Семя. Строение семян. Плоды» . Выберите дальнейшие действия:
Разнообразно по размерам и форме. Например, тысячи мелких плодов орхидей весят меньше грамма, плоды некоторых пальм – до 8-15 кг.
Продолжительное время может переносить неблагоприятные условия, находиться в состоянии покоя. Зародыш при этом остается живым. Семя, которое может прорасти, называется всхожим . Для прорастания семени необходимы благоприятные условия (температура, влажность, воздух). Семя дышит, поэтому необходим доступ воздуха (кислорода). Во время дыхания выделяется тепло. Проникает вода в семя сквозь пыльцевход.
Семя состоит из зародыша и запаса питательных веществ, покрытых семенной кожурой . Поверхность может быть гладкой, шероховатой, с шипами, ребрами и т. п. Семенная кожица защищает содержимое семени от повреждения, высыхания. На поверхности семени можно заметить рубчик – след от семенной ножки и пыльцевход . Пыльцевход сохраняется в виде небольшого отверстия в кожуре.
Питательные вещества, как правило, находятся в эндосперме. В состав семени входят органические и неорганические соединения. У многих растений во время созревания семени и формирования зародыша эндосперм полностью используется. Тогда запасные вещества откладываются или в первых зародышевых листках или семядолях (картофель, фасоль, горох, тыква), в других частях семени (куколь).
Количество семядолей в семени определило название классов покрытосеменных (Однодольные, Двудольные). Семена двудольных и однодольных растений имеют разное строение.
У семени двудольных есть две семядоли, между которыми находится зародыш. Семядоли содержат питательные вещества. Зародыш состоит из зародышевых корешка, стебля, почки и листиков. При прорастании семядоли выполняют функцию первых листков.
Семя однодольных имеет единую семядолю – щиток . Это тонкая пленочка, расположенная между эндоспермом и зародышем. Вторая семядоля редуцирована. Зародыш занимает незначительную часть семени и имеет зародышевый корешок, стебель, почку и листики. При прорастании семени сквозь щиток происходит всасывание зародышем питательных веществ из эндосперма.
У покрытосеменных семя теряет связь с материнским растением и прорастает в другом месте. Распространение плодов и семян происходит под действием разных внешних факторов или самостоятельно.
Автохория (от греч. аутос – сам, хорео – распространяться) – это способность растений (люпин, герань, фиалка, желтая акация) самостоятельно распространять плоды и семена. «Бешеный огурец» при созревании способен с силой выбрасывать семена на много метров.
Анемохория (от греч. анемос – ветер, хорео – распространяться) – это распространение плодов с помощью ветра (одуванчик, осот, береза, клен). Для этого плоды имеют ряд разных приспособлений: крылатые выросты (парашютики, волоски, крыловидные придатки и т. п.), легкие семена. Это позволяет ветру подхватывать семя. Таким образом, плоды высыпаются не все вместе, а постепенно. Это распространенный способ среди растений.
Орнитохория (от греч. орнис – птица, хорео – распространяться) – распространение семени и плодов с помощью птиц. Птицы могут поедать плоды, но, пройдя через кишечник, семена большинства растений не перевариваются, семя выходит с пометом; или просто перенести их на большие расстояния и потерять. Некоторые птицы могут прятать плоды в тайники, где последние иногда прорастают.
Зоохория (от греч. зоон – животное, хорео – распространяться) – это распространение плодов и семян растений с помощью животных. Животные поедают плоды и выводят семена с пометом, зарывают плоды в землю или делают тайники, о которых забывают или не используют их, переносят цепкие плоды на покровах.
Гидрохория (от греч. гидро – вода, хорео – распространяться) – распространение плодов и семян с помощью воды. Характерно преимущественно для водных и болотных растений (осока, кувшинки, камыш и т. п.).
Антропохория (от греч. антропос – человек, хорео – распространяться) – это распространение семени и плодов человеком. Человек переносит плоды на одежде, транспорте, вместе с продуктами, товаром. Иногда плоды, таким образом, переносятся даже на другие континенты. Часто такие растения (элодея, амброзия, циклохена и т. п.) на новых местах быстро размножаются, распространяются и наносят большой ущерб, являются сорняками, не имеющими естественных врагов.
Много плодов или семян человек употребляет в пищу, кормит домашних животных. Из плодов и семян некоторых растений (подсолнух, соя) человек получает масло. В семенах масличных растений содержится от 25 до 80 % масла.
Семена и плоды применяются в медицине (малина, ежевика, калина). Иногда плоды и семена растений (белена черная, дурман, белладонна и т. п.) содержат ядовитые вещества. При их употреблении у человека возникают отравления. Поэтому при употреблении плодов, особенно незнакомых, надо быть осторожными. Из плодов некоторых растений (конопля, мак) изготовляют наркотические вещества. Большинство наркотиков имеет растительное происхождение.
Семена служат для полового размножения растений. Хорошо то, что потомство получает генетический материал от двух разных особей. Становятся возможными комбинации генов, что ведет к большему разнообразию, чем бесполое размножение. Одной из главных задач любой особи является сохранение потомства, его защита и кормление. Рассмотрим строение семени растения более подробно, чтобы увидеть, как выполняются эти функции.
Покрытосеменные растения отличаются наличием семенной кожуры. Кожура защищает зародыш от высыхания и других воздействий окружающий среды. Она бывает тонкая (горох, фасоль) или толстая (абрикос, вишня).
Запас питательных веществ – он необходим для получения всех необходимых для роста и развития веществ. Они будут использоваться до тех пор, пока растение не вылезет из земли и не сможет использовать солнечный свет для фотосинтеза – самостоятельного питания.
Ткань, в которой располагаются питательные вещества, называется эндосперм. Он состоит из крупных клеток, которые содержат крахмал, белки и масла.
Зародыш – это будущее растение, который находится еще в зачаточном состоянии, но у него уже есть:
У покрытосеменных в эндосперме содержатся специальные гормоны (цитокины), регулирующие рост и развитие отдельных частей зародыша.
Но у некоторых групп растений (например, у орхидных) строение семени растения отличается от остальных: маленький зародыш еще не имеет дифференцированных органов. Они развиваются уже после прорастания.
Кроме зародыша в семени располагаются семядоли. Одна или две, в зависимости от того, какое перед нами растение: однодольное или двудольное.
В семени однодольного растения зародыш располагается у основания семени, отделяясь от эндосперма при помощи видоизмененной семядоли (щиток). А во время прорастания она не выносится на поверхность почвы, росток вылезает из земли уже без семени.
Примером однодольного растения может служить пшеница.
Строение семени растения у двудольных немного другое: зародыш сидит между семядолями. При прорастании они выносятся из земли на макушке ростка. Конечно, после они отваливаются, открывая верхушку растения.
Яркий представитель двудольных – фасоль.
Важно помнить, что семена – результат длительной эволюции растений. И в течение многих лет они успешно выполняют все свои функции:
