Тема: Размножение и воспроизведение растений.
Лабораторная работа №7
Тема: Размножение и воспроизведение растений.
Семена и проростки.
Цель: изучить строение зерновки пшеницы, фасоли, познакомится с многообразием семян растений.
Задание: рассмотрите и опишите, в чем заключается биологическая сущность и значение семян, основные признаки классификации семян, накопления запасных питательных веществ в тканях семян, элементы зародыша, в какой последовательности развиваются органы прорастания двудольных и однодольных растений, условия прорастания семян, семядоли и ее функции.
Теоретический материал. Семя - это орган, выполняющий функции размножения и распространения растений. Развивается оно из семязачатка в результате двойного оплодотворения. В типичном случае семя цветкового растения состоит из зародыша и эндосперма, покрытых семенной кожурой.
Строение семени двудольного растения
Строение семени однодольного растения.
Зародыш развивается из зиготы, образующейся вследствие слияния мужской половой клетки с яйцеклеткой, и является зачатком нового растения. В большинстве случаев в зрелом семени он дифференцируется на зародышевый побег и зародышевый корешок.
Зародышевый побег состоит из зародышевого стебелька и семядолей (две у двудольных, одна у однодольных, несколько у хвойных). На верхнем конце зародышевого стебелька из меристемы формируется верхушечный конус нарастания. Иногда на нем закладываются зачатки листьев, образующих почечку зародыша (например, у бобовых).
У некоторых растений зародыш представлен предзародышем (т. е. не дифференцирован на зародышевые органы; у водосбора, василистника, ландыша, майника, любки, ятрышника) или состоит всего из нескольких клеток
(у лилии).
Эндосперм семени - многоклеточное образование, формирующееся из оплодотворенного вторичного зародышевого ядра. Он обеспечивает питание зародыша. На начальных этапах развития семени в эндосперме активно проходят метаболические процессы, в результате которых вещества, поступающие из материнского организма, перерабатываются и передаются в зародыш. Однако у многих растений вскоре эти процессы затухают, и в эндосперме начинается отложение питательных веществ в запас. В зрелых семенах цветковых растений соотношение размеров зародыша и эндосперма сильно варьирует. У одних растений, например, у лилейных, зародыш очень мал и эндосперм занимает почти весь объем семени. У других, наоборот, зародыш ко времени созревания семени потребляет почти весь эндосперм и от него остается лишь небольшой слой клеток (у яблони, миндаля).
Одной из важнейших особенностей семян является их способность значительное время находиться в состоянии покоя.
Рис. 1. Схема прорастания семян и строения проростков:
А - злаки; Б, В - двудольные (соответственно подземное и надземное прорастание): 1 - колеоптиль; 2 - мезокотиль; 3 - первичный сложенный лист; 4 - эпикотиль; 5 - верхушечная почка; 6 - листья; 7 - семядоли; 8 - гипокотиль; 9 - главный корень; 10 - боковые
При наступлении благоприятных условий семя начинает прорастать (рис. 1). Вначале из семени, разрывая семенную кожуру, выходит корешок, благодаря чему молодой проросток укрепляется в почве и поглощает воду с растворенными в ней минеральными веществами. Далее стебелек проростка у многих растений петлеобразно изгибается и через почву пробивается вершиной изгиба, поэтому почечка не повреждается при выносе ее из почвы. Позднее стебелек распрямляется.
У проростков некоторых растений (например, у фасоли, подсолнечника и др.) семядоли выносятся на поверхность почвы, зеленеют и временно осуществляют функцию фотосинтеза (надземный тип прорастания). Та часть стебля, которая располагается между семядолями и корневой шейкой, называется надсемядольным коленом или гипокотилем. Участок стебля, располагающийся между семядолями и первой парой листьев, называется надсемядольным коленом или эпикотилем. У других растений (дуб, горох) при прорастании семян семядоли остаются в почве и почечка выносится на поверхность эпикотилем (подземный тип прорастания). При прорастании семян злаков их единственная семядоля остается в семени, а через почву пробивается колеоптиль (наружный зародышевый лист), защищающий почечку от повреждения.
В зависимости от того, где именно откладываются запасные питательные вещества, различают следующие типы семян: 1) семена с эндоспермом (у моркови, мака, клещевины, пшеницы, ячменя, ржи, кокосовой пальмы, лука, ириса); 2) семена без эндосперма (питательные вещества запасаются главным образом в семядолях; у фасоли, гороха, бобов, дуба, подсолнечника, стрелолиста, частухи, рдеста); 3) семена с периспермом (у гвоздики, канны); 4) семена с эндоспермом и периспермом (у черного перца, имбиря).