Семя, наверное, самый маленький орган растения, но именно ради образования семени растения цветут и образуют плоды. Из маленького семени вырастают могучие дубы и яркие астры, вкусные арбузы и горькая полынь. Насколько разнообразны растения на Земле, настолько же многообразны и их семена. Однако общий план строения и функции, которые семена выполняют, у всех видов одинаковы.
Семена цветковых растений
Среди семенных растений цветковые растения - наиболее развитые и сложные по строению и размножению представители царства растений. Они размножаются семенами и расселяются по Земле с помощью семян. С семени цветковое растение начинает свою жизнь.
Попав в благоприятные условия, семя прорастает. При этом из семени вначале появляется корень, затем маленький побег. Такое молодое растеньице называют проростком. Спустя некоторое время у него развиваются облиственные побеги, а позже цветки, плоды и семена. Иначе говоря, из семени вырастает новое растение, очень похожее на материнское. Семя считают органом полового размножения растения.
Семя - орган полового размножения и расселения растений.
Снаружи у семян имеется плотный покров - кожура . Главная функция семенной кожуры - защита семени от повреждений, высыхания, проникновения болезнетворных организмов и от преждевременного прорастания.
У одних растений семенная кожура плотная, но тонкая, у других она деревянистая, толстая и очень твердая (у сливы, миндаля, винограда и др.).
На кожуре есть рубчик - след от места прикрепления семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится маленькое отверстие - семявход . Через семявход внутрь семени проникает вода, после чего семя набухает и прорастает.
Кожуру трудно снять с сухого семени. Но когда оно наберет через семявход воду и набухнет, кожура лопнет, ее легко снять, и тогда обнаружится внутреннее строение семени. Внутри семени под кожурой находится зародыш - маленькое новое растение.
У одних растений (фасоль, тыква, яблоня и др.) зародыш крупный, и его можно увидеть, если снять кожуру с семени. У других (перец, фиалка трехцветная, ландыш, лук и др.) зародыш очень мал, он лежит в семени, окруженный эндоспермом (от греч. эндон - «внутри», сперма - «семя») - особыми клетками, в которых содержится много запасных питательных веществ. В таких семенах кожура окружает не зародыш, а эндосперм, внутри которого находится зародыш растения.
Эндосперм - запасающая ткань семени.
Эндосперм представлен крупными клетками, целиком заполненными питательными веществами в виде крахмала, белков и различных масел. Все эти вещества служат зародышу первым источником питания при прорастании семени.
Зародыш нового растения в семени имеет две хорошо различимые части: зародышевый побег и зародышевый корень .
Зародышевый побег представлен зародышевым стеблем, семядолями (первые листья) и зародышевой почкой . Например, у фасоли, тыквы, яблони и огурца в зародыше всегда имеются две крупные мясистые семядоли, а у пшеницы, кукурузы, тюльпана и ландыша - только одна семядоля.
Цветковые растения, имеющие зародыш семени с одной семядолей, называют однодольными , а с двумя - двудольными .
Семена однодольных и двудольных растений, получив через семявход воду, набухают и прорастают. При этом через разрывы кожуры из семени выходит сначала зародышевый корень. Он быстро растет вниз, опережая рост других органов зародыша, и закрепляет молодое растеньице в почве. Затем начинает расти вверх зародышевый побег. Его стеблевая часть удлиняется и выносит вверх семядоли и верхушечную почку. Из нее затем развивается надземный побег с настоящими зелеными листьями. При прорастании семени появляется молодое растеньице - проросток. От воды набухают все семена - и живые, и неживые, потерявшие всхожесть.
Проросток вырастает только из семян с живым зародышем.
Проросток любого семенного растения состоит из главного корня и главного побега . Их называют главными потому, что они развились из зародышевого корешка и зародышевого побега.
Позднее главный корень ветвится. Совокупность всех корней растения называют корневой системой (система - целое, состоящее из взаимосвязанных частей).
Аудиофрагмент "Семя" (1:42)
Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)
Семена имеют кожуру, зародыш и многие - эндосперм. Зародыш состоит из зародышевого корня и зародышевого побега-стебля с двумя семядолями и верхушечной почкой (у двудольных) или с одной семядолей и верхушечной почкой (у однодольных). При поступлении воды в живое семя оно набухает и прорастает. Тело проростка состоит из главного корня и главного побега.
В нашей статье мы рассмотрим строение семени. Яблони, пшеница, бобы, капуста, подсолнечник... Перечислить все растения, которые размножаются с помощью семян, просто невозможно! Ведь их общее количество составляет более 300 тысяч видов. Благодаря каким особенностям строения они заняли господствующее положение в системе растительного мира?
Споры и семена: найди отличия
Грибы, бактерии, водные растения и первые "выходцы" на сушу размножаются с помощью других специализированных структур. Они называются спорами. Это клетки овальной или эллиптической формы. Они состоят из двойной оболочки, цитоплазмы, хромосом и аппарата для синтеза белка.
В чем же преимущество семян по сравнению со спорами? Прежде всего последние являются многоклеточными структурами. Каждый из нас знаком со строением семени яблони. Снаружи оно покрыто не оболочкой, а кожурой. Это увеличивает степень защиты внутреннего содержимого.
Семя содержит запас питательных веществ, необходимых для развития будущего растительного организма. Цитоплазма спор лишена их. Такие черты строения обеспечивают семенным растениям большую жизнеспособность.
Общий план
Изучите строение семени яблони, тыквы или фасоли - и вы убедитесь, что все они имеют общий план. Обязательными частями являются кожура, зародыш и эндосперм.
Формируется семя в результате процесса оплодотворения. У Голосеменных растений этот процесс происходит в видоизменениях побега - шишках. Их семена развиваются на чешуйках голо, или открыто. Отсюда и происходит название данной группы растений.
Характерной чертой Цветковых, или Покрытосеменных растений, является двойное оплодотворение. Впервые этот процесс был описан русским эмбриологом и цитологом Сергеем Навашиным.
Мужские гаметы, или пыльца, находятся в тычинках цветка. А вот в завязи пестика, которая является его самой расширенной частью, формируются сразу две специализированные клетки. Это женская гамета и центральная зародышевая. В процессе оплодотворения принимают участия два спермия. Первый оплодотворяет яйцеклетку. В результате этого образуется зародыш. Второй спермий сливается с центральной зародышевой клеткой. Так формируется эндосперм - запас веществ, необходимых для развития.
Семенная кожура
Если визуально рассматривать строение семени яблони, то можно невооруженным глазом увидеть, насколько плотным является его покров. Его происхождение возможно двумя путями. В первом случае это результат развития покровов семязачатка, во втором - разрастания его базальной части, халазы.
Практически на каждом семени можно заметить небольшой рубчик. Откуда он может появиться? Он остается на месте прикрепления к семяножке, которую еще называют фуникулюсом.
Эндосперм
Строение семени яблони демонстрирует, что зародыш погружен в особую питательную ткань. Это и есть эндосперм. Его крупные клетки богаты органическими веществами: белками, липидами, полисахаридами. В семенах разных растений количество данных веществ может варьировать. К примеру, злаки богаты крахмалом, но в них практически отсутствуют липиды. А вот семена кунжута, подсолнечника, льна, арахиса - настоящий кладезь масел - растительных жиров. Человек издавна использует их в своей хозяйственной деятельности.
Зародыш
Эта часть семени развивается непосредственно при слиянии половых клеток. Зародыш, или эмбрион, в основном состоит из клеток образовательной ткани. Они молодые, постоянно делятся, способны к дифференциации. Это значит, что из них образуются клетки любых тканей.
Злаковые, Луковые, Лилейные - это названия семейств Однодольных растений. Они имеют одну семядолю в зародыше семени, мочковатую корневую систему в виде пучка, простые листья с параллельным или дуговым типом расположения жилок. Поскольку у Однодольных в стебле отсутствует камбий, среди них встречаются только травы.
Зародыш содержит все части будущего растения, только в миниатюре. Это корешок, почечка, стебелек и листья. Во время проращивания можно в развитии изучить строение семени. У яблони, тыквы или подсолнечника на поверхности появятся по два зародышевых листочка. Для них также характерно наличие простых или сложных листьев с сетчатым жилкованием, боковой образовательной ткани - камбия. Корневая система таких растений стержневая. Наличие двух семядолей - особенность строения семян яблони и тыквы.
Рисунок: биология и физиология растений
Для прорастания семян и развития зародыша необходимы определенные факторы. Ведь у некоторых растений семена могут храниться и не портиться продолжительное время. В чем же секрет? Естественно, в наличии условий. Прежде всего необходима вода. Дело в том, что питательные вещества эндосперма могут растворяться только в жидкости. Под ее влиянием семена начинают набухать, а их кожура - разрываться. Первым начинает развиваться зародышевый корешок, за ним - стебель.
Доступ воздуха также необходим развивающемуся растению, поскольку ткани нуждаются в кислороде для осуществления дыхания. Важно учитывать и температурный режим. Но этот фактор достаточно индивидуален. Для растений умеренных широт комфортной для прорастания семян температурой является + 10, 12 градусов. А вот озимая пшеница при таких условиях не даст урожая. Ее семена начнут прорастать при +1, 2 градусах тепла.
Надеемся, теперь каждый сможет и нарисовать строение семени яблони, и сделать вывод об общих чертах строения этого генеративного органа растений. Его составными частями являются зародыш, эндосперм и кожура. Каждая из них выполняет определенные функции, которые в совокупности обеспечивают развитие растения из семени.
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.
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
Всем известно, что сухое семя может долго лежать без изменений и не прорастать, но стоит дать семени тепло и влагу, как тут же оно начинает просыпаться, словно от анабиоза и оживать. А дальше всё зависит от Матушки Природы, если это семена дуба, ели и т.д.
Так что же собой представляет собой семя?
Какое строение имеют семена и при каких условиях они прорастают?
Как правильно надо сеять семена, чтобы получить хороший урожай?
Как правильно выращивать овощные либо цветковые растения
из семян?
Обо всем этом Вы узнаете в главе «Прорастание семян».
Для изучения давайте рассмотрим строение семени фасоли. Как образец, фасоль взята не случайно, так как семена семейства бобовых достаточно крупные.
Семя фасоли покрыто гладкой, блестящей плотной кожурой (кожура предназначена для защиты нежных частей семени от повреждений и высыхания) на которой легко можно рассмотреть небольшой рубец (другими словами его ещё называют рубчик), именно в месте рубчика семя было прикреплено к створке боба. Плотная кожура защищает семя до тех пор, пока оно не прорастёт, при прорастании семени кожура разрывается. Из внутренней части семени вырастает главная часть семени – зародыш (новое растение).
Если снять кожуру с размяклого семени фасоли и посмотреть её зародыш, то можно увидеть две крупные семядоли. Семядоли растения
включают в себя следующие органы зародыша – это зародышевый корень, стебель и почку с маленькими листочками. Учитывая, то что зародыш не может добывать себе пищу сам, ему приходится питаться питается готовыми запасами пищи, которые находятся в семядолях.
Название двудольные зародыши фасоли, гороха, подсолнечника получили из-за того, что каждый из них имеет по две семядоли.
А вот строение семени пшеницы немного другое. Плод продолговатой формы называется зерновка, которая снаружи покрыта жёлто-золотистой оболочкой. Если у фасоли снять кожуру было не проблематично, то у пшеницы это сделать гораздо сложнее, так как оболочка плотно срастается с семенной кожурой. Зародыш семени пшеницы слишком мал, поэтому находится в нижней части зёрна.
При разрезании зерна пшеницы, внутри семени кроме зародыша можно увидеть эндосперм (белая мучнистая часть, в переводе с греческого «эндо» – внутри, «сперма» – семя; другими словами внутри семени), в клетках которых содержатся запасы питательных веществ.
Строение зародыша пшеницы, ячменя, кукурузы, овса состоит из одной маленькой семядоли, зародышевого корня, стебля и почки, причём семядоля зародыша плотно прилегает к эндосперму, потому что во время прорастания зародыш с помощью семядоли всасывает из эндосперма питательные вещества. Название однодольные растения получили ввиду того, что имеют одну семядолю.
