Семя строение и функции его частей. Семя. Строение семени. Распространение и значение плодов и семян. Процесс формирования семян
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 .
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.
Строение семени
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:
- зародышевый корешок;
- почечка;
- стебелек.
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.
Функции семени
Важно помнить, что семена – результат длительной эволюции растений. И в течение многих лет они успешно выполняют все свои функции:
- защита зародыша – чтобы потомство не погибло от влияния окружающей среды, плотная кожура способна выдержать перепады температуры и влажности;
- питание будущего растения – эндосперм несет в себе все необходимые вещества для развития зародыша;
- распространение – семена могут иметь достаточно замысловатую форму для полета на большие расстояния, либо быть окруженными мякотью, чтобы животные служили «транспортом» для растений.
Строение семян – видео
Семя - связующее звено между двумя поколениями растений. Являясь частью материнского организма, оно одновременно содержит в себе зачаток дочернего. В строении семян есть общие черты, характерные для любого семени, и отличия, которые делят цветковые растения на два больших класса.
Развитие семени
Семя образуется из семязачатка, который находится внутри завязи пестика. Семязачаток имеет вид мешочка и содержит несколько клеток. Самые важные из них - это яйцеклетка (женская половая клетка) и центральная клетка.
После опыления цветка в завязь проникают два спермия (мужские половые клетки). Один спермий сливается с яйцеклеткой и образует зиготу. Другой спермий сливается с центральной клеткой и образует эндосперм. Этот процесс называется двойным оплодотворением .
Рис. 1. Схема двойного оплодотворения.
Общие черты строения семян
Семя имеет следующие части:
- зародыш;
- эндосперм;
- семенная кожура.
Зародыш развивается из зиготы – это главная часть семени. Зародыш хорошо заметен у бобовых растений (боб, горох, фасоль). Он выглядит как миниатюрное растение и имеет:
ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой
- корешок;
- побег;
- семядоли.
Корешок первым начинает рост при прорастании семени и образует главный корень. Побег - это зачаточный стебель с почкой. Семядоли прикреплены к побегу и являются первой парой листьев будущего растения.
Эндосперм состоит из крупных клеток запасающей ткани. Его назначение в том, чтобы питать зародыш, пока он не перейдёт на самостоятельное питание путём фотосинтеза.
Семенная кожура предохраняет семя от высыхания, повреждения и преждевременного прорастания. Для проникновения внутрь семени воды кожура имеет отверстие (микропиле).
Самым тяжёлым семенем является семя сейшельского ореха, его вес достигает 25 кг.
Однодольные и двудольные растения
Если зародыш растения имеет две семядоли, как у бобовых, то оно относится к классу двудольных. Примерно 75% цветковых растений являются двудольными. Остальные 25% - однодольные, у них развивается только одна семядоля.
Особенности строения семян однодольных
Семядоля однодольных называется щитком. Её функция - передача питательных веществ от эндосперма к зародышу. Эндосперм занимает большую часть семени.
Рис. 2. Строение семени однодольного растения.
Различия в строении семени - не всё, что разделяет два класса цветковых растений. Двудольные и однодольные имеют различное жилкование листа, строение корневой системы и стебля.
Эндосперм
Эндосперм имеется примерно у 85% цветковых растений. Его наличие или отсутствие не является признаком двудольных или однодольных. Эндосперм встречается и у тех, и у других.
Чаще всего он содержит маслянистые вещества, т. к. жиры содержат наибольшее количество энергии. Некоторые семена (бобовые) богаты белками.
Большинство однодольных имеет эндосперм, содержащий углеводы. Это, в первую очередь, злаковые, из зерна которых получают муку и пекут хлеб.
Особенности строения семян двудольных
Типичные семена двудольных имеют горох и фасоль. Под толстой кожурой у них расположены две крупные симметричные семядоли, которые при прорастании выносятся с побегом на свет, и вскоре засыхают.
Рис. 3. Строение семени двудольного растения.
Между семядолей зажат зародыш.
Кожура фасоли и гороха плотная. Семя может долго находиться в состоянии покоя. Но, при попадании во влажную среду, вода проникает через микропиле и семя набухает. Клетки зародыша начинают делиться и корешок прорывает кожуру.
Семена в питании
Семена цветковых растений имеют большое значение в питании животных и человека.
Питательные вещества эндосперма или семядолей, - это то, ради чего человек выращивает растения. Самую важную роль в питании человека играют семена злаковых и бобовых растений.
Что мы узнали?
Изучая данную тему по биологии (6 класс), ученик должен понимать следующее: строение семени цветка и плода имеет общие черты у всех цветковых растений. Семя состоит из трёх частей: зародыш, эндосперм, семенная кожура. Строение семян однодольных и двудольных растений имеет некоторые различия. Семя многих двудольных не содержит эндосперм и в этом случае питательные вещества сосредоточены в семядолях.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.1 . Всего получено оценок: 415.
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.
Прорастание семени
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
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.
Виды плодов:
- орех, орешек : сухие, нераскрывающиеся с одним семенем, околоплодник деревянистый (дуб, лещина);
- семянка : околоплодник кожистый, не срастается с семенем (подсолнечник);
- зерновка : околоплодник кожистый, сросшийся с семенем (рожь, пшеница, кукуруза);
- листовка : сухие раскрывающиеся одногнездные плоды со многими семенами (пион);
- боб : семена прикреплены к створкам (бобы, горох);
- стручок — семена расположены на перегородке (пастушья сумка, сурепка);
- коробочка : кубышкообразной формы, с крышкой (мак, мальва);
- ягода : сочный многосемянной плод, покрытый кожицей (виноград, томаты);
- костянка : сочный, односемянной плод, с трехслойным околоплодником (слива, вишня);
- сложная костянка — сложный многокосточковый плод с трехслойным околоплодником (малина, земляника).
Типы плодов и особенности их строения
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 |
Способы распространения семян и плодов:
- без участия посторонних агентов (семена и плоды крупных размеров);
- с помощью животных (сочные плоды, ягоды);
- с помощью ветра (плоды с крыльями и хохолками);
- с помощью воды (сухие плоды и семена);
- с помощью человека (все виды плодов и семян).
Это конспект по теме «Семя. Строение семян. Плоды» . Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к следующему конспекту:
Семена у растений возникли в результате длительного процесса эволюции как орган, наиболее надежно обеспечивающий их и распространение.
Основная часть семени - зародыш будущего растения. Он состоит из зачаточного стебелька, от которого отходят зачатки листьев и корешки. На верхушке стебелька находится почечка. Первые листья зародыша, обычно резко отличающиеся от последующих своим строением и функцией, называются семядолями. Растения, у которых в семени имеется пара семядолей, относятся к классу Двудольных (горох, , лен, конопля, капуста и др.). Если же в семени имеется только одна семядоля, то это однодольное растение (ирис, лилия, , и др.).
В семени содержится необходимый для прорастания зародыша запас питательных веществ, который находится либо в самом зародыше, либо в специальной запасающей ткани семени. Снаружи семя защищено кожурой. У таких растений, как фасоль, горох, тыква, семя состоит из кожуры и зародыша. Кожура защищает его от высыхания и повреждения. Под кожурой располагается зародыш. Большая часть зародыша приходится на семядоли, в которых содержатся запасные питательные вещества (, жиры, углеводы). Семядоли - это видоизмененные листья. Между ними располагается зародышевый корешок, стебелек и почечка (. 18, Л).
эндосперме
Условия прорастания семян
18, Л).
Рис. 18. Строение семени. А - семя фасоли; Б - семя (зерновка) пшеницы: 1 - кожура, 2 - почечка зародыша, 3 - стебелек 4 - корешок, 5 - семядоля, 6 - щиток (семядоля), 7 - эндосперм
В семенах других растений питательные вещества откладываются в специализированной запасающей ткани - эндосперме . Примером семян с эндоспермом могут служить семена хлебных злаков. Под кожурой их семени легко различается эндосперм и зародыш (рис. 18, Б). В зародыше при помощи лупы можно рассмотреть единственную семядолю - щиток, зародышевый корешок, стебелек и почечку. При прорастании зерновки питательные вещества эндосперма всасываются клетками щитка и используются зародышем. В эндосперме содержится крахмал и растительный белок - клейковина. В состав семян входят также минеральные вещества и вода. Воды в сухих семенах содержится 6-14%, минеральных веществ - 2-4%.
В состав семян обязательно входят также различные ферменты. С их помощью осуществляется преобразование запасных веществ семени в усвояемую для формирующегося зародыша форму.
Условия прорастания семян . Для прорастания семян необходимы вода, воздух и тепло. Вода проникает под кожуру семени через маленькое отверстие, называемое семявходом, в результате чего семя набухает. Потребность в воде для набухания в первую очередь зависит от состава семян. Семена, богатые жирами, поглощают 30-40% воды, богатые крахмалом - 50- 70%, семена с большим количеством белка - около 90% воды. Вода необходима также для растворения питательных веществ семени, которые поглощаются растущим зародышем семени.
Набухание семян сопровождается интенсивной деятельностью ферментов. Запасные питательные вещества в семенах находятся в малоподвижных формах сложных органических соединений. Для того чтобы твердый полисахарид крахмал мог быть использован зародышем, необходим гидролиз его под влиянием фермента диастазы, который осахаривает крахмал до растворимого дисахарида мальтозы. Другие вещества растворяются под действием иных групп ферментов. Растворенные и подвижные продукты распада уже могут быть использованы зародышем. Во время распада освобождается энергия, которая идет на усиление физиологических функций проростка.
Рис 19. Прорастание семени фасоли (А, Б, В - различные стадии): 1 - главный корень, 2 - подсемядольное колено, 3 - надсемядольное колено, 4 - семядоли, 5-первые листья, б - почечка
В период покоя дыхание семян очень слабое, но при прорастании резко усиливается и потребность в кислороде возрастает. Прорастающие семена не только поглощают кислород, но и выделяют углекислый газ, т. е. дышат. Это естественно: ведь растения, как и животные, - живые организмы. Во время дыхания выделяется тепло. Сырые семена дышат энергичнее сухих. Поэтому сложенные толстым слоем они быстро разогреваются и, как говорят, «сгорают», причем их зародыши погибают. Семена становятся невсхожими. Их убирают на хранение только сухими и хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях, при этом доступ воздуха к семенам должен быть свободным и постоянным.
Семена могут прорасти только при определенной температуре: например, озимая рожь при 2-4 С, а семена огурца - при 15-16° С. Требовательные к теплу растения высевают позже, когда почва достаточно прогреется.
Проростки. Молодые растеньица, которые развиваются из зародыша семени, называются проростками (рис. 19). Первое время проростки питаются запасными веществами, накопленными в семени. Если семядоли при прорастании выносятся над почвой, то такой тип прорастания называется надземным (например, огурец, тыква, фасоль, морковь). В том случае, когда семядоли остаются под землей, прорастание называется подземным (горох, дуб, пшеница, ).
У проростков однодольных растений обычно несколько корешков (у озимой пшеницы - 3, у яровой - 5). У проростков двудольных сначала, как правило, образуется один корешок, который потом ветвится.