Строение семени и его роль в жизни растения

Семя – это зачаточное растение. У цветковых растений оно образуется из семяпочки (семязачатка). Его формирование идет внутри плода, к стенке которого оно прикрепляется семяножкой. Зрелое семя состоит из зародыша, семенной кожуры и запасающей ткани (эндосперма и перисперма). Зародыш – главная часть семени, он представляет собой зачаток нового растения. Зародыш дифференцирован на первичную ось (гипокотиль и зародышевый корень), семядольные листья и зародышевую почку.

Семенные растения, к которым относятся голосеменные и покрытосеменные растения, наиболее сложно устроенные организмы царства Растения. Их отличительное свойство - размножение и расселение с помощью семян. В нашем исследовании внимание уделяется изучению покрытосеменных растений. Среди цветковых растений выделяют два класса – однодольные и двудольные растения.

 

                                                        Рис.1 Строение семени пшеницы

Рассмотрим строение семени однодольного растения на примере пшеницы (рис. 1).

Семя пшеницы снаружи покрывает околоплодник, который очень плотно сросся с семенной кожурой, что разделить их невозможно.

Он выполняет функцию защиты. Большую часть семени занимает запасающая ткань – эндосперм. Зародыш занимает незначительную часть, но его роль самая главная, т.к. это взрослое растение в миниатюре. Зародыш растений имеет типичное строение и состоит из зародышевого корешка, стебелька, почки, отличие заключается лишь в количестве семядолей. У однодольных растений – одна семядоля.

Семена двудольных растений рассмотрим на примере семени фасоли (рис. 2). Семя снаружи покрывает семенная кожура, выполняющая защитную функцию и защищающая зародыш от высыхания или от поражения вредителями.

                                                                    Рис.2 Строение семени фасоли

Она состоит из наружной твердой оболочки, тесты и тонкой внутренней пленчатой оболочки.

Имеются значительные различия в свойствах кожуры семян. Например, у тополя и ивы теста очень мягкая, а у боярышника, падуба и большинства бобовых она очень твердая. У ильма и внутренняя и наружная оболочки семян пленчатые. Простая кожура семян голосеменных может быть твердой, как у сосны, или мягкой, как у пихты.

Эндосперм в семени отсутствует, его функцию выполняют семядоли, которые занимают большую часть семени. [1]

 

Прорастание семян

При попадании в благоприятные условия семена начинают прорастать.

Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Зародыш может погибнуть от поражения вредными насекомыми или плесневыми грибами, от пересыхания во время хранения. Иногда зародыши погибают от слишком длительного хранения семян. Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть, то есть не могут прорастать.

Собранные тотчас после созревания семена обычно не обладают всхожестью: они вступают в период покоя. У разных растений он имеет неодинаковую длительность - семена тополя прорастают уже через 2-3 часа после освобождения из плода. У большинства же растений период покоя семян достаточно длительный и всхожесть сохраняется в течении нескольких лет. [4]

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       Рис.3 Этапы прорастания семян

 внутренних и внешних (экологических) факторов — влажности, тепла и свободного доступа кислорода.

Зрелые семена в большинстве случаев крайне сухие (их влажность обычно 5—20%), 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 30—40% воды от их массы, богатые крахмалом — 50—70, 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.

Интенсивность дыхания возрастает также при повышении температуры окружающей среды. Согласно закону Я.Вант-Гоффа, скорость большинства химических реакций возрастает в 2—4 раза при повышении температуры на каждые 10°С. Однако у живых организмов подобное повышение имеет свои пределы. Например, при температуре 45—48°С дыхание семян практически прекращается и они теряют способность к прорастанию.

Оптимальная температура для прорастания семян большинства растений 25—30°С, а минимальная, при которой семена могут прорастать, колеблется в широких пределах от 0°С до 15 — 18°С.

При прорастании семени первым появляется корешок, или зародышевый корень, который быстро растет и укрепляется в почве, всасывает из нее воду и растворенные минеральные вещества и поставляет их зародышу. Затем трогается в рост зародышевый стебелек, который выносит из почвы почечку и семядоли. Из почечки развивается надземная часть растения — стебель с листьями. Такое прорастание называется надземным (огурец, тыква, фасоль, морковь). В том случае, когда семядоли на поверхность почвы не выносятся, а остаются в семени (горох, дуб, пшеница, ячмень), — прорастание подземное.

Молодые растеньица, которые развиваются из зародыша семени, называются проростками, В начальный период своего развития проростки питаются запасными веществами семени, а после образования настоящих листьев переходят на фототрофный способ питания.

Знание особенностей строения, состава и условий прорастания семян различных видов и сортов растений имеет важное значение для подготовки их к посеву и уходу за всходами. [3]

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: