§ 1

Вопросы в начале параграфа

1. Какие растения имеют семена?

Все растения, относящиеся к разделу покрытосеменных и голосеменных, имеют семена: злаки, цветковые, хвойные, лиственные и т.д.

2. Какова роль семян в жизни растений?

С помощью семян покрытосеменные и голосеменные размножаются и распространяются на разных территориях. Способы распространения семян могут быть самыми разнообразными: они могут разноситься ветром, как одуванчик, их могут переносить дикие животные, как семена желудевого дуба, они могут перемещаться людьми как семена злаков или растений.

3. Каковы преимущества семян перед спорами?

Семена имеют плотную защитную оболочку. Поэтому, в отличие от спор, семена намного лучше защищены от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Семена содержат необходимый запас питательных веществ. Следовательно, всхожесть и выживаемость молодых растений, размножающихся семенами, намного выше, чем у споровых растений.

Семена можно хранить долгое время, и они начнут прорастать, как только окажутся в подходящих условиях. Споры должны немедленно попасть в нужную им среду, иначе они могут погибнуть.

Лабораторные работы

Лаборатория: Структура семян двудольных растений

1. Рассмотрите возможность использования сухих, пухлых семян фасоли. Сравните их размер и форму. Форма семян фасоли остается прежней, но размер увеличивается.
2. На вогнутой стороне семени найдите шрам — место, где семя прикрепляется к стеблю семени. Шрам боба находится на вогнутой стороне семени (в углублении).
3. Над рубцом небольшое отверстие — микропиле (от греческих слов «микро» — маленький и «пила» — ворота). Это хорошо видно в набухшем семени. Воздух и вода проникают в семена через микропиле.
4. Снимите блестящую и плотную кожицу. Осмотрите плод. Найдите семядоли, зародышевый корень, стебель, почку.
5. Нарисуйте семя и подпишите названия его частей.
6. Узнайте, где питательные вещества находятся в семенах бобов — Питательные вещества находятся в семядолях.
7. Используя учебник, выясните, в каких частях семени других двудольных растений хранятся питательные вещества. Питательные вещества у двудольных растений находятся в запасающей ткани — эндосперме или самом зародыше. В бобах источник питательных веществ находится в самом зародыше, в двух семядолях.

Производство:

Фасоль — двудольное растение. Он не имеет эндосперма и хранит все питательные вещества в двух семядолях (часть самого эмбриона).

Лаборатория: Структура зерна пшеницы

1. Учитывайте форму и цвет ядра зерна — Ядро зерна (зерно) имеет удлиненно-продолговатую форму. Цвет зерна пшеницы — золотисто-желтый.
2. Используя препаровальную иглу, попробуйте удалить часть околоплодника с набухших и сухих ядер. Объясните, почему он не шелушится — Кожистый околоплодник пшеничного шила очень плотно прирастает к покрову, поэтому удалить его невозможно.
3. Осмотрите срезанное зерно по всей длине лупы. Найдите эндосперм и эмбрион. Используя рисунок из учебника, изучите строение зародыша — Зародыш долгоносика состоит из семядоли, почки, стебля и корня.
4. Нарисуйте пшеничное зерно и подпишите названия его частей.
5. . Используя учебник, выясните, какими структурными характеристиками могут обладать семена других однодольных растений — У ландыша (однодольного растения) эндосперм окружает зародыш, а не ограничивает его другой стороной. У частухи (однодольных растений) зрелые семена не имеют эндосперма, а семя состоит из тонкой кожуры и зародыша.

Производство:

Зерна пшеницы — однодольное растение. У него небольшой зародыш с семядолями и большим эндоспермом.

Вопросы в конце параграфа

1. Какие растения называются двудольными, а какие — однодольными?

Растения с одной семядолями в зародыше называются однодольными, а растения, содержащие две семядоли в зародыше, — двудольными.

2. Какова структура семян фасоли?

Семя фасоли состоит из кожного покрова и зародыша. Росток фасоли состоит из стебля, почки, корня и двух семядолей.

3. Где запасы полезных веществ в семенах бобов, ясеня, миндаля?

В бобах источник питательных веществ находится в семядолях зародыша, а в миндале и золе — в эндосперме.

4. Каков состав пшеничного зерна?

Пшеничное зерно состоит из околоплодника, сросшегося с покровом, эндоспермом и зародышем. Зародыш пшеничного зерна состоит из семядоли, почки, стебля и корня.

5. Как эндосперм обнаруживается у разных однодольных растений?

• В зернах пшеницы, как и в других злаках, к зародышу прилегает эндосперм.
• При молочнице эндосперм окружает зародыш, а не прилегает к нему.
• У частухи зрелые семена вообще не имеют эндосперма.

6. В чем разница между зародышами двудольных и однодольных растений?

Зародыш однодольного растения имеет одну семядолю, а двудольного растения — две семядоли.

Подумайте

Почему семенные растения наиболее распространены в природе?

Семенные растения более жизнеспособны, чем другие виды растений — папоротники, споровые растения, голосеменные, так как имеют более совершенные репродуктивные (генеративные, предназначенные для размножения) органы. Итак, семена таких растений:

• защищены плотным кожным покровом;
• внутри семени (в семядолях или в эндосперме) имеется достаточный запас питательных веществ и воды;
• семена могут разноситься ветром, птицами и животными, реками и ручьями и так далее;
• способен расти и развиваться быстрее.

Задания

Взгляните на семена яблока и тыквы и узнайте, как они действуют. Нарисуйте строение семян, сделайте выводы. Обсудите результаты этой работы с остальным классом на следующем уроке.

Рассмотрим семя яблока

Рассмотрим тыквенное семечко

Особенности

Хотя внутренняя структура семян одинакова, каждый вид имеет свои особенности с точки зрения формы и размера.

В зависимости от формы принято выделять следующие виды:

1. Шаровидная (горох, пшено, некоторые сорта кукурузы и крестоцветные.
2. Чечевицеобразная форма, у которой ширина и длина примерно равны, а толщина намного меньше. Эта форма характерна для семян чечевицы.
3. Эллиптическая форма (большинство бобовых). Толщина в этом случае равна ширине, а длина превышает эти показатели.
4. Вытянутой формы (большая крупа, яблоко). Все размерные показатели отличаются друг от друга, длина семени значительно превышает другие параметры.
5. Треугольной формы (гречка, сорняки). Все грани семени расположены на треугольной плоскости.

Какие бывают размеры

В зависимости от вида растения и уровня влажности окружающей среды, в которой оно выросло (чем выше влажность, тем крупнее семена), размер семян может быть разным.

Приблизительные размеры указаны в следующей таблице.

Имя	Длина (мм)	Ширина (мм)	Толщина (мм)
Зерно	4-7	1,5-4,7	1,5-3,5
Рожь	4-10	1,4–3,6	1.1-3.4
Овес	8–18	1,4-4	1-3,6
Кукуруза	6-17	5-11	3-8
Горох	4-10	3,5-10	4-10
Подсолнечник	5-15	3,5-8,5	2-6
Белье	3-6	1,7–3,2	0,5–1,5

Некоторые семена очень маленькие, но в природе существуют и более крупные. Например, самым крупным является семя сейшельской пальмы. Его вес может достигать 20 кг.

Размер семян имеет большое значение в сельском хозяйстве. Отсюда считается, что более крупные экземпляры отличаются повышенной жизнеспособностью и плодовитостью.

Условия прорастания семян

Чтобы из семечки развилось полноценное растение, его нужно поместить в максимально благоприятные условия окружающей среды, только в этом случае сформируется росток, который разовьется.

Что нужно для появления такого всхода:

1. Питательные вещества. Они находятся в эндосперме, но происходят из почвы. Следовательно, чем богаче и плодороднее почва, чем быстрее появится росток, тем более сильным и жизнеспособным будет новое растение.
2. Оптимальная температура окружающей среды. Вне зависимости от вида и сорта растения все они могут прорасти только при положительных температурах. Например, для выращивания лука, моркови, салата и других видов достаточно достаточно низкой плюсовой температуры (около +5 градусов и выше). Другим растениям требуются более теплые условия (например, помидоры, кабачки). Чтобы они росли, необходимо прогреть почву минимум до +12 градусов.
3. Наличие влаги. Семена активно впитывают влагу и содержащиеся в ней вещества. Эта вода поступает прямо к зародышу, облегчая его прорастание. К тому же при воздействии влаги плотная кожица набухает, становится более мягкой, росток уже способен ее пробить.
4. Свежий воздух также необходим для прорастания. Ведь любое растение, даже в младенчестве, должно дышать. Это обеспечивает нормализацию происходящих в нем обменных процессов.

Биологическое значение

Семя играет очень важную роль. Семена являются частью пищевой цепи. Многие животные и птицы питаются ими, а это значит, что без них не могли бы существовать многочисленные представители фауны в том виде, в котором они известны сегодня. Еще одно важное значение — размножение растений, их распространение по планете, сохранение некоторых видов.

Жизненные процессы прорастающего семени

Всхожесть семян

Всхожесть семян — важный показатель качества семян. Определить это несложно.

Цель: научиться определять всхожесть семян.

Что делают: отсчитывают от посевного материала 100 семян подряд, без выбора раскладывают на влажной фильтровальной бумаге или на увлажненном песке (можно влажной тряпкой).

Что наблюдаем: через 3-4 дня подсчитывают количество проросших семян и мы видим, насколько хорошо семена прорастают.

Через 7-10 дней снова подсчитывают количество проросших семян и контролируют их окончательное прорастание.

Всхожесть оценивают в процентах путем подсчета числа процентов прорастающих из 100 посеянных.

Вывод: чем больше проросло семян, тем лучше качество посевного материала.

Прорастание семян

Есть семена, которые при прорастании выносят на поверхность почвы листья семядолей (фасоль, огурец, тыква, свекла, береза, клен, астра, бархатцы) — это воздушное прорастание семян.

У других растений при прорастании семядоли не выходят на поверхность (горох, настурция, фасоль, дуб, каштан), их относят к подземным прорастающим растениям.

Условия необходимые для прорастания семян

Для этого можно провести небольшой эксперимент.

Цель: Какие условия необходимы для прорастания семян?

Что делаем: берем три стакана и на дно каждого кладем по несколько зерен пшеницы. В первом оставим семена как есть (в нем будет только воздух). Во второй наливаем столько воды, чтобы она только увлажняла семена, но не покрывала их полностью. Наполните третий стакан наполовину. Накройте все три стакана стеклом и оставьте на свету. Это начало нашего опыта.

Примерно через 4-5 дней проанализируем результат.

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

Результат: Опыт показывает, что семена легко впитывают воду и набухают, увеличиваясь в объеме. В этом случае органические вещества (белки и крахмал) становятся растворимыми. Таким образом, семя из состояния покоя начинает активную жизнь. Однако если, как в третьем стакане, воздух не имеет доступа к семенам, даже если они набухли, они не проросли. Семена прорастали только во втором стакане, где у них был доступ и к воде, и к воздуху. В первом стакане изменений не произошло, так как семена не подавали влагу.

Вывод: для прорастания семян необходимы влага и воздух.

Влияние температуры на прорастание семени

Цель: эмпирически подтвердим, что на всхожесть семян, помимо влажности и кислорода, влияют и температурные условия.

Что делаем: кладем несколько зерен в два стакана (равное количество) и заливаем водой так, чтобы она только увлажняла семена, но не покрывала их полностью. Накройте стаканы стеклом. Один стакан оставим в комнате при температуре + 18-19 ° С, а другой поставим в холод (холодильник), где температура не выше + 3-4 ° С.

Через 4-5 дней мы проверим результат.

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

Вывод: следовательно, для прорастания семян также требуется определенная комнатная температура.

Дыхание семян

Потребность в воздухе объясняется тем, что семена дышат, то есть поглощают кислород из воздуха и выделяют в окружающую среду углекислый газ.

Цель: экспериментально продемонстрировать, что растения поглощают кислород из воздуха и выделяют углекислый газ.

Что делаем: берем две стеклянные бутылки. В одну насыпьте небольшое количество пухлых семян гороха, а в другую оставьте пустым. Закройте обе бутылки стеклом.

Через день возьмите горящую занозу и поместите ее в пустую колбу.

Что наблюдаем: осколок продолжает гореть. Поместите в колбу с семенами. Пятнышко погасло.

Научно доказано, что кислород в воздухе способствует горению и поглощается при дыхании. С другой стороны, углекислый газ не способствует горению и выделяется при дыхании.

Вывод: опыт показал, что прорастающие семена (как и живой организм) поглощали кислород (O2) из ​​воздуха в колбе и выделяли углекислый газ (CO2). Убедитесь, что семена дышат.

Сухие семена, если они живые, тоже дышат, но для них этот процесс очень слабый.

Превращение веществ в прорастающем семени

Прорастание семян сопровождается сложными биохимическими и анатомо-физиологическими процессами. Как только вода начинает поступать в семена, в них значительно усиливается дыхание и активируются ферменты. Под их влиянием запасные питательные вещества гидролизуются, превращаясь в подвижную и легкоусвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты, а сахара, белки — в аминокислоты. Попадая в эмбрион из запасающих органов, питательные вещества становятся субстратом для процессов синтеза, которые в нем начинаются, в основном новые нуклеиновые кислоты и ферментные белки, необходимые для инициации роста. Общее количество азотистых веществ остается на том же уровне даже при энергетическом расщеплении белков, потому что аминокислоты и аспарагин накапливаются.

Содержание крахмала резко падает, но количество растворимых сахаров не увеличивается. Сахар потребляется в процессе дыхания, который очень активно происходит в прорастающих семенах. В результате дыхания образуются богатые энергией соединения: выделяются АДФ и АТФ, углекислый газ, вода и тепловая энергия. Часть сахаров расходуется на образование волокон и гемицеллюлоз, которые необходимы для построения мембран новых клеток.

Значительное количество минералов, присутствующих в семенах, остается неизменным во время прорастания. Катионы, присутствующие в семенах, регулируют химико-коллоидные 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 счет деления и роста его клеток. Чем крупнее семена, тем больше в них запасных веществ и тем лучше растет рассада.

Цель: эмпирически определить, влияет ли размер семян на рост рассады.

Что делаем: в одну емкость с почвой сеем самые крупные семена гороха, а в другую — мелкие. Через время сравните саженцы.

Результат очевиден.

Вывод: из крупных семян развиваются более мощные растения, дающие максимальный урожай. Клетки становятся все больше и больше по мере того, как они получают питательные вещества, снова растут и делятся.

Цель: эмпирически проверить утверждение, что для роста, особенно в начале, всходы используют вещества, хранящиеся в самих семенах.

Что делаем: берем набухшие бобы одинакового размера и удаляем одну семядоль из одного семени (1), из другого — 1,5 семядоли (2), а из третьего оставляем обе семядоли (3) на контроль.

Складываем их все в контейнеры, как показано на картинке.

Через 8-10 дней.

Что мы наблюдаем: Отмечено, что проросток семядоли с двумя семядолями оказался больше и сильнее, чем сеянец с семядолью или сеянец с половиной семядоли.

Вывод: следовательно, качественные семена — залог хорошего урожая.

Период покоя растения

Период покоя — обязательное условие прорастания семян. Покой может быть вынужденным, связанным с отсутствием необходимых условий для прорастания (температура, влажность). Пример покоя семян — сухие семена.

Органический отдых определяется свойствами самого семени. Термин «отдых» в данном случае имеет условное значение. В большинстве случаев в таких семенах происходят обменные процессы (дыхание, иногда рост зародыша), но прорастание тормозится. Семена, находящиеся в органическом покое, даже в условиях, благоприятных для прорастания, вообще не прорастают или прорастают плохо.

Способность семян находиться в принудительном или органическом покое развивалась у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного сезона для роста проростков. Это создает в почве запас семян.

Основные причины, препятствующие прорастанию семян:

• водостойкость пилинга, за счет наличия палисадного слоя из толстостенных клеток, кутикулы (водостойкая восковая пленка);
• наличие в околоплоднике веществ, подавляющих (подавляющих) прорастание;
• недоразвитие эмбриона;
• физиологический механизм торможения прорастания.

Зародыш

Зародыш обычно называют зародышем будущего растения. Он расположен под покровом и окружен эндоспермом. В большинстве случаев этот элемент имеет сложную структуру.

Выделяют фрагменты эмбриона:

• корень,
• стебель зародыша,
• яйцеклетка
• семядоли (около 75% цветковых растений имеют 2 такие доли).

Количество долей может варьироваться в зависимости от вида растения. Так, у покрытосеменных чаще всего бывает 1 или 2 доли, у голосеменных их количество намного больше. Основная задача таких долей (особенно у однодольных — обеспечение внутренних обменных процессов и, как следствие, полноценное формирование крепкого зародыша).

Распространение

Семена разных видов растений могут по-разному распространяться в окружающей среде:

1. Самораспространение. Засыпают семена в землю после того, как произошло раскрытие плодов материнского растения. Иногда кажется, что они стреляют, расходясь на некотором расстоянии. Такой способ раздачи типичен для кислых цветов, меня не трогайте.
2. Легкие семена также могут распространяться ветровыми течениями и на довольно большие расстояния. Эти элементы имеют особую форму, оснащены специальным крылом. Это характерно для таких растений, как тополь, ива, сосна обыкновенная.
3. Смазать водой. Многие семена, попадая в источник воды, не тонут, а переносятся потоком воды в другой район, где впоследствии прорастают и дают урожай.
4. С помощью животных. Семена растений оседают на шерсти животного и разносятся вместе с ним. Кроме того, если животное ест фрукты вместе с семенами, они проходят через желудочно-кишечный тракт, выходят с фекалиями и, таким образом, могут прорасти.

Определение растительных жиров в семенах растений

Помимо белков и крахмала из органических веществ, семена также содержат растительные жиры.

Цель: доказать, что семена содержат растительные жиры.

Что делаем: кладем семечку между двумя листами белой бумаги (рис. 1). Затем надавите на семя тупым концом карандаша (рис. 2).

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

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

Строение семени двудольного растения

Семенное строение двудольного растения легче рассмотреть на примере фасоли, состоящей из зародыша и покровов. После удаления покровов обнажается зародыш, который состоит из зародышевого корня, зародышевого стебля, двух массивных семядолей и заключенной между ними почки. Семядоли — это первые измененные листья зародыша. В бобах и многих других растениях они содержат запас питательных веществ, которые затем потребляются для питания рассады, а также выполняют защитную функцию по отношению к почкам.

Структура семян двудольного растения (бобы)

Химический состав

На химический состав семян влияют многие факторы, такие как тип растения, условия окружающей среды, в которых оно растет, степень зрелости и развития семян.

Считается, что взрослые семена содержат гораздо меньше воды (около 10-20%), в то время как молодые структуры содержат гораздо больше влаги.

В состав также входят различные элементы, такие как:

• белки (в большом количестве присутствуют в бобовых),
• углеводы (в основном в крупах),
• жиры — вещества с наибольшим запасом энергии (ими богаты семечки, орехи).

Для того, чтобы питательные вещества были преобразованы в форму, которая будет легче усваиваться эмбрионом, должны присутствовать ферменты.

Это мальтаза, липаза, фосфатаза. Все эти вещества также входят в химический состав.

Перисперм

это дополнительная структура, которая выполняет функции, аналогичные эндосперму. Однако в нем гораздо меньше полезных веществ (в основном, крахмала и жирных соединений).

Определение неорганических веществ в семени

Цель: выявить неорганические вещества в семенах.

Что делаем: на дно пробирки кладем сухие семена (пшеницу) и разогреваем на плите. Условие: Держите трубку горизонтально над огнем, чтобы ее верхушка оставалась холодной.

Что мы наблюдаем: вскоре на внутренних стенках в холодной части пробирки появляются капли воды.

Результат: капли воды являются результатом охлаждения водяного пара, выделяемого семенами.

Что делаем: продолжаем нагревать трубку.

Что мы наблюдаем: появляются коричневые газы. Семена обуглены.

Результат: когда семена полностью сгорят, остается лишь немного золы. В семенах его немного: от 1,5 до 5% от сухой массы.

Вывод: в семенах содержатся горючие и негорючие органические минералы (зола).

Эндосперм

Под кожурой находится эндосперм, мягкая структура, обеспечивающая необходимую влажность и питательные вещества, без которых невозможно полноценное развитие зародыша.

Изначально структура эндосперма не имеет четкого клеточного деления, когда цитоплазма и ядра отдельных клеток не полностью отграничены друг от друга клеточной мембраной. Со временем клетки эндосперма приобретают привычную форму и более плотную мембрану.

Клетки эндосперма могут быть разными, выделяют:

• гаплоид
• диплоид
• триплоид
• полиплоидные формы.

Семенная кожура

Все семена имеют кожный покров. Это внешний слой семени, имеющий плотную структуру. Этот элемент выполняет защитную функцию, защищает эндосперм и эмбрион от высыхания и вредного воздействия окружающей среды, а также механических повреждений.

Кожура образуется из тканей бутона растения. При формировании зародыша на поверхности кожуры появляется микропиле, небольшое отверстие, через которое прорывается росток.

Тест

В состав семян всегда входят:

1. Щит.
2. Эндосперм.
3. Кожа или чешуя (правильный ответ).
4. 2 акции.

Эмбрион состоит из:

1. Эндосперм и щиток.
2. Корень и стебель (правильный ответ).
3. Пилинг и мочки.
4. Перисперм и зиготы.

Из зиготы образуется:

1. Яйцеклетка.
2. Центральная ячейка.
3. Эмбрион (правильный ответ).
4. Эндосперм.

Эмбрион:

1. Первые уходит.
2. Росток растения (правильный ответ).
3. Питательная ткань.
4. Росток семян.

У двудольных форм наблюдается:

1. 2 акции (правильный ответ).
2. Отсутствие эндосперма.
3. Эндосперм присутствует всегда.
4. Наличие щита.

К функциям доли однодольных относятся:

1. Защита эмбриона.
2. Обменные процессы (фиксированные).
3. Сохранение питательных веществ.
4. Фотосинтез.

Наиболее активные химические вещества в семени:

1. Витамины.
2. Углеводы.
3. Жир (правильный ответ).
4. Белки.

В эндосперме злаков содержится большое количество:

1. Толстый.
2. Белки.
3. Углеводы (исправлено).
4. Витамины.

Микросваи:

1. Внешний слой корочки.
2. Дырка в кожуре (правильный ответ).
3. Росток зародыша.
4. Эмбриональный стебель.

Двудольные бывают:

1. цветение 15.
2. 25 %.
3. 75% (правильный ответ).
4. 85 %.

Определение органических веществ в семени

известно, что муку получают путем измельчения зерен пшеницы в мельнице.

Цель: выяснить состав органических веществ, содержащихся в семенах пшеницы.

Что делаем: берем пшеничную муку, добавляем воды и делаем небольшой кусок теста. Кусок теста обернуть марлей и тщательно промыть в миске с водой.

Что мы наблюдаем: вода в сосуде стала мутной, и в марле остался небольшой липкий комочек.

Что делаем: на стакан воды капаем 1-2 капли раствора йода.

Что мы наблюдаем: жидкость в емкости посинела.

Результат: тестируемая вода посинела — значит, в ней есть крахмал.

На марле, в которой находилось тесто, осталась вязкая липкая масса — клейковина или растительный белок.

Вывод: в семенах содержатся белки растительного происхождения и крахмал — это органические вещества. Органические вещества в основном откладываются в семенах. У разных растений они есть в разном количестве.