Что предшествует прорастанию семени
Прорастание семян и строение проростков.
Условия прорастания семян. Главные условия, необходимые для прорастания семян – наличие воды, доступ воздуха, определенная температура. Свет на прорастание влияет неоднозначно. Семена многих растений безразличны к свету. Семена других не способны прорастать без света. Так, только при воздействии света прорастают семена табака. Наоборот, семена фацелии прорастают только в темноте.
Не всегда семена прорастают сразу даже при самых благоприятных условиях. Нередко наблюдается глубокий покой семян. Причины покоя различны. Одна из них – недоразвитость зародыша в зрелом семени. Другая причина – твердость, водонепроницаемость покровов семени, которые механически препятствуют прорастанию. Наконец, в тканях околоплодника и семенной кожуры вырабатываются ингибиторы, химически тормозящие прорастание.
Покой семян – важное приспособительное свойство. Благодаря ему семена избегают преждевременного прорастания (что особенно опасно в климате с суровой зимой) и в период покоя они расселяются.
Для более быстрого проращивания семян культурных растений применяют стратификацию и скарификацию. Стратификация – выдерживание семян во влажной среде при низких положительных температурах (например, семена яблони, груши и др. плодовых). Скарификация – разрушение твердых покровов семян с помощью перетирания, надрезания и т.п. (например, клевер, люцерна, косточковые).
По скорости прорастания и сохранению всхожести можно выделить 4 типа семян:
1. Семена обладают длительным глубоким покоем и долго сохраняют всхожесть. Прорастают нередко через 1-2 года и более после опадения. Примеры: многие древесные растения, лесные травы, полевые сорняки.
2. Семена прорастают сразу или вскоре после опадения. Всхожесть сохраняют в течение нескольких (7-18) лет. Например, большинство культурных злаков, многие дикорастущие луговые и степные травы.
3. Семена прорастают сразу и быстро теряют всхожесть [ивы, тополя, куколь, мать-и-мачеха (Tussilago farfara), многие растения влажных тропиков (кофе)].
4. Семена прорастают прямо на материнском растении, до опадения (древесные виды мангровых зарослей – Avicennia, Rhizophora).
Прорастание семян. Прорастанию семян предшествует их набухание. При этом поглощается большое количество воды и происходит обводнение тканей семени. Семенная кожура в процессе набухания обычно разрывается.
Одновременно с поглощением воды в тканях семени начинается активная ферментативная деятельность. Вещества запаса переходят в растворимое состояние и поглощаются клетками меристемы зародыша. Обычно семядоли зародыша выделяют ферменты, растворяющие вещества эндосперма или перисперма. Т.о. первая функция семядолей в семенах с эндоспермом или периспермом – секреторная. В дальнейшем в таких семенах семядоли выполняют функцию всасывания питательных веществ для зародыша.
В результате усиленного питания все органы зародыша начинают разрастаться. Первым наружу выходит зародышевый корешок – через разрыв кожуры или через микропиле. Он укрепляет проросток в почве и начинает всасывать извне воду и минеральные вещества. Одновременно растет и гипокотиль. Он подталкивает кончик корешка в почву.
Семядоли ведут себя по-разному. Если запасы питательных веществ находились вне зародыша, то семядоли вначале выделяют ферменты, а потом всасывают эти вещества. Затем они могут быть вынесены на поверхность почвы, позеленеть и стать первыми ассимилирующими листьями проростка. Такое прорастание называют надземным. При надземном прорастании семядоли выносятся на поверхность по-разному. У двудольных – за счет роста подсемядольного колена. У однодольных семядоли растут своим основанием и выносятся на поверхность.
Если семядоли так и остаются под землей, прорастание называется подземным. Первыми ассимилирующими листьями в этом случае становятся первичные (ювенильные) листья.
Если запасы были сосредоточены в самих семядолях, то они прежде всего отдают их тканям зародыша. Сами же семядоли в этом случае сморщиваются и отмирают, не выходя из семени (например, дуб, горох). Реже такие семядоли все же выходят на поверхность, зеленеют и служат первыми ассимилирующими органами (фасоль, тыквенные).
В процессе прорастания семян помимо роста и смены функций зародышевых органов, происходит также новообразование органов. На конусе нарастания продолжают закладываться листовые зачатки. Ранее заложенные листовые зачатки развертываются. Участки стебля между ними разрастаются, образуя междоузлия. Зародышевый корешок превращается в главный корень проростка. По мере роста он ветвится. Боковые корни вместе с главным образуют систему главного корня.
Стебель проростка у большинства растений вначале петлеобразно изогнут. Поэтому через почву стебель пробивается верхушкой своего изгиба. В результате почка не повреждается. Позднее стебель распрямляется.
Строение проростка. В типичном случае проросток имеет следующие морфологические особенности. Стебель его подразделяется на подсемядольное колено (гипокотиль) и надсемядольное колено (эпикотиль). Эпикотиль – участок между семядолями и первичными листьями.
Семядоли у большинства растений имеют простую форму, цельнокрайние. Первичные листья могут быть недоразвитыми чешуевидными (при подземном прорастании) или зелеными – при надземном. Но в последнем случае первичные листья тоже сильно отличаются от листьев взрослого растения данного вида. Их называют ювенильными. Ювенильные (юношеские) листья обычно мельче и проще по очертаниям, чем типичные (дефинитивные) листья взрослого растения. От таких ювенильных до типичных листьев можно проследить ряд постепенных изменений – т.н. листовую серию. Иначе говоря, листовая серия – совокупность листьев молодого растения от семядолей до первого типичного листа.
Т.о., проростки уже имеют все основные вегетативные органы. У них есть системы побегов и корней, которые в дальнейшем продолжают нарастать.
Статья «Прорастание семян. Информационные материалы и методические указания к уроку».
Статья «Прорастание семян. Информационные материалы и методические указания к уроку».
Вопросы и задания для проверки домашнего задания по предыдущей теме:
1. Какие вещества входят в состав семян?
2. У всех ли растений семена содержат одинаковое количество воды?
3. Каких веществ больше всего в семенах растений?
4. Как отличить органические вещества от минеральных?
5. Какие органические вещества содержатся в семенах?
1. Возьмите маленький кусочек белого хлеба, скатайте из него шарик
и пипеткой нанесите на него каплю раствора иода. Что вы наблюдаете?
Объясните, почему хлебной шарик посинел.
2. Для подготовки к изучению прорастания семян в стакан из тонкого прозрачного стекла поместите промокательную бумагу так, чтобы она плотно прилегала к стенкам стакана. На дно стакана налейте немного воды. Между стеклом и промокательной бумагой поместите зерновки пшеницы, ржи, ячменя или овса и наблюдайте за их прорастанием. В другой стакан положите семена фасоли или гороха также для наблюдения за прорастанием. Следите, чтобы семена не высохли. Установите, когда семена набухнут. Проследите, когда у проростков появятся корни, сколько их разовьется через некоторое время, как происходят рост и дальнейшее развитие проростков. Свои наблюдения запишите.
План изучения нового материала:
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 и от других причин. Иногда
зародыши погибают и от слишком длительного хранения семян.
Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть, то есть не
Прорастанию семян предшествует их набухание. Набухание
семян вызывает вода, которая проникает внутрь семени. Набухают
как всхожие, так и невсхожие семена. Набухшие невсхожие семена
загнивают, а всхожие — прорастают. Например, при прорастании
семян фасоли разрывается кожура и появляется молодой корень,
развивающийся из зародышевого корешка. Он быстро растет
и укрепляется в почве. Затем начинает расти зародышевый
стебелек, который поднимает над поверхностью почвы семядоли
и почечку. Из нее развивается надземный стебель фасоли с
листьями. У гороха и некоторых других растений семядоли остаются в почве. Надземный побег развивается из почечки зародыша.
Семена могут долго лежать в бумажных пакетах, в мешках
из ткани, в зернохранилищах, не прорастая. А семена, попавшие
в землю или помещенные в тарелку с влажной тряпочкой или
промокательной бумагой, быстро набухают и прорастают. В этом
вас убедили наблюдения за прорастанием семян. Какие же условия
необходимы, чтобы зародыш стал развиваться?
Ответить на этот вопрос помогут опыты.
В два стакана или две небольшие стеклянные банки помещают
одинаковое количество крупных всхожих семян огурцов, зерновок
овса, ржи или пшеницы. В первом стакане семена оставляют
сухими. Во второй на дно нальем немного воды. Оба стакана
закроем стеклом и поставим в теплое место. Через 3—4 суток
в стакане, где была вода, семена прорастут. В стакане без воды
семена не изменятся.
Вода необходима для прорастания семян, так как зародыш
может потреблять только растворенные питательные вещества,
Для прорастания семян разных растений требуется различное
количество воды. Например, семена гороха поглощают воды
в полтора раза больше своей массы. Поэтому семена гороха
и некоторых овощных растений перед посевом намачивают. Зерновкам
кукурузы воды требуется в 2 раза меньше их массы,
а для такого засухоустойчивого злака, как просо— четвертая
часть от массы высеваемых зерновок.
Для проведения второго опыта в два стакана поместим немного
зерновок ржи и пшеницы. Первый стакан до краев наполним
водой. Во втором стакане зерновки лишь смочим. Стаканы прикроем
стеклом и поставим в теплое место. Через 3—4 суток
в стакане с небольшим количеством воды семена прорастут
В стакане, наполненном водой, семена набухнут, но не прорастут,
а погибнут. Здесь вода вытеснила из стакана воздух, необходимый
семенам для дыхания.
Семенам разных растений необходимо различное количество
воздуха. Семена риса и тимофеевки прорастут даже под водой
при очень малом количестве воздуха, растворенного в ней. Семена
большинства цветковых растений нуждаются в обилии воздуха
и под водой не прорастают.
Теперь возьмем два стакана с семенами тех же растений, что
использовались в первом опыте. На дно каждого стакана нальем
немного воды, чтобы семена могли прорасти. Стаканы накроем
стеклами. Один стакан поместим в теплое место, другой — на
холод, например в холодильник, в холодный погреб или закопаем
в снег. Когда семена, помещенные в теплое место, прорастут,
сравним их с семенами, выставленными на холод. Мы увидим, что
на холоде семена не проросли.
Прорастающим семенам, так же как вода и воздух, необходимо
тепло. Если семенам достаточно воды и воздуха, но не хватает
тепла, они не прорастут и в конце концов погибнут. Правда, семена
некоторых растений, например ржи, могут прорастать уже при
одном градусе тепла. Семена большинства растений прорастают
только при температуре 10— 15°С и выше
Итак, для прорастания семян необходимы вода, воздух и тепло.
Вопросы и задания для закрепления материала в классе и дома:
1. Какие условия необходимы для прорастания семян?
2. Почему не прорастают сухие семена?
3. Чем объяснить гибель семян в кипяченой воде?
4. Почему семена надо высевать в рыхлую почву?
5. При какой температуре лучше всего прорастают семена?
1. Поставьте опыт, выясняющий влияние температуры на прорастание зерновок ржи и кукурузы. Для этого в два ящика, вазона или на две специальные керамические пластинки посейте 30 зерновок, а в других — 30 зерновок кукурузы По одному ящику с посевами ржи и кукурузы поставьте в холодное помещение с температурой 1— 3 °С, а два других— в теплое помещение с температурой 15— 18 СС. Наблюдайте за появлением всходов и развитием ржи и кукурузы в теплом и холодном помещениях. Свои
наблюдения запишите и сделайте выводы.
6—7 кл. сред. шк. — 24-е изд. — М.: Просвещение, 1993.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
§ 38. Прорастание семян
1. Что такое семя? 2. Какое строение имеют семена? 3. Какие вещества входят в состав семян?
Семя — растение в зачаточном состоянии с запасом питательных веществ. С помощью семян растения размножаются и расселяются. Пока семя находится в состоянии покоя, процессы жизнедеятельности протекают в нем вяло и их очень трудно заметить, но стоит семени попасть в благоприятные условия, как они активизируются и семя прорастает.
Как прорастают семена
Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Зародыш может погибнуть, а семена стать невсхожими по ряду причин: воздействие вредителей и болезней, плохое хранение и т. п. Иногда зародыши погибают и от слишком длительного хранения семян. Прорастанию семян предшествует их набухание вследствие проникновения внутрь семени воды. Набухают как всхожие, так и невсхожие семена. Набухшие невсхожие семена загнивают, а всхожие прорастают.
Что наблюдается при прорастании семян? Например, при прорастании семян фасоли молодой корень, развивающийся из зародышевого корешка, разрывает кожуру и выходит наружу. Он быстро растет и укрепляется в почве. Затем начинает расти зародышевый стебелек, который поднимает над поверхностью почвы семядоли и почечку. Из нее развивается надземный стебель фасоли с листьями. У гороха и некоторых других растений семядоли остаются в почве [134]. Надземный побег развивается из почечки зародыша.
Условия, необходимые для прорастания семян
Семена могут долго лежать в бумажных пакетах, в мешках из ткани, в зернохранилищах, находясь в состоянии покоя и не прорастая. Какие же условия необходимы, чтобы зародыш стал развиваться? На этот вопрос вы можете ответить сами, если выполнили задание 1 на с. 180.
Для прорастания семян различных видов растений требуются разные условия. Но три условия необходимы для прорастания всех без исключения семян — это вода, воздух и тепло.
Зародыш может потреблять питательные вещества только в виде раствора. Для прорастания семян разных растений требуется различное количество воды. Например, горошины поглощают воды в полтора раза больше своей массы. Поэтому семена гороха и некоторых овощных растений перед посевом замачивают. Если семена высеять в сухую почву, они погибнут. Зерновкам кукурузы воды требуется в 2 раза меньше их массы, а такому засухоустойчивому злаку, как просо, — 1/4 часть от массы высеваемых зерновок [ 135].
Урок биологии в 6-м классе «Семя и его строение»
Разделы: Биология
Л.р. № 4 Строение семян двудольных и однодольных растений».
Оборудование: таблицы: “Строение семян двудольных и однодольных растений”, “Прорастание семян” коллекции семян, лупа, препаровальная игла, набухшие семена фасоли, инструкция по ТБ, чёрный ящик, презентация к уроку, интерактивная доска.
Приемы и методы
2. Я начну сегодняшний урок с загадки: перед вами чёрный ящик, попробуйте отгадать, что в нём находится, используя описания? (слайд (см. презентацию))
Итак, сегодня на уроке мы начинаем изучать семена. Наш первый урок будет посвящён, в первую очередь, строению семян, кроме того, мы узнаем, что происходит при прорастании семян.
(ученики записывают в тетради число и тему) (слайд)
Свою жизнь цветковое растение начинает с семени. Если семя попадает в благоприятные условия, оно начинает прорастать. Первым появляется корешок, а затем маленький побег. Это маленькое растение называют проростком. Спустя какое-то время у молодого растения появляются листья, цветки, плоды и, конечно же, семена. Семя считают органом полового размножения и расселения растений. (слайд)
Какой вид размножения растений кроме полового вам известен? (вегетативное)
Форма, величина, окраска семян различных растений очень разнообразны (страница учебника 39-40). (слайд) Обычно семя снаружи покрыто внешней оболочкой-кожурой. Толщина, твёрдость, окраска её у семян различных растений неодинакова. Поверхность также разнородна, она может быть гладкой, иметь неровности в виде шипиков, волосков. (Можно предложить учащимся самим ответить на вопрос: Какова роль этих видоизменений в строении оболочки?). Все эти приспособления служат для лучшего распространения, расселения семян.
На кожуре семени имеется небольшое пятнышко-рубчик, это место прикрепления незрелого семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится крохотное отверстие-семявход. Через семявход в семя проникает вода, после чего семя набухает и прорастает. Под кожурой находится зародыш, который даёт начало новому растению.
Почему именно корешок? (закрепляет растение в почве).
Затем появляется зародышевый побег.
Если у проростка фасоли удалить семядоли, то он погибнет. Причиной гибели послужит отсутствие питательных веществ. Следовательно, семядоли выполняют функции органа, запасающего питательные вещества, которыми питается вначале прорастающий зародыш. Но в некоторых семенах запасные питательные вещества находятся не в семядолях, а располагаются в специальной ткани-эндосперме, которая окружает зародыш.
Сейчас вам предстоит выполнить лабораторную работу по изучению строения семени фасоли. У вас на столах есть необходимое оборудование, инструкция выполнения работы есть в учебнике на странице 44 и у вас на столах в специальных бланках (прилагается). Результаты работы вы заносите в этот бланк. Но, прежде чем приступить к работе, вспомним ТБ (смотри бланк по технике безопасности).
Инструкция по технике безопасности
Тема : Изучение строения семени фасоли.
-изучить внешнее и внутреннее строение семени двудольного растения.
Оборудование: лупа, препаровальная игла, набухшие семена фасоли, салфетка.
3. Итак, мы сегодня познакомились с понятием семя, узнали, какое строение оно имеет. Вы сами смогли на практике изучить строение семени.
Ну, а сейчас, проверим, как вы усвоили сегодняшний урок-сыграем в игру “верю–не верю”: прочитав предложения, определите, правильное оно или нет. Если предложение правильное, тогда в карточке поставьте “+”, если оно не верное, поставьте “-”.
“Верю – не верю” (слайд)
—
А теперь, поменяйтесь работами с соседом или соседкой, проверьте и оцените: (каждый “+” оцените в 1 балл).
Лабораторная работа № 4.
Тема: Изучение строения семени фасоли.
-изучить внешнее и внутреннее строение семени двудольного растения.
Оборудование: лупа, препаровальная игла, набухшие семена фасоли, салфетка.
Прорастание семян: методы нарушения периода покоя, условия для прорастания и превращение веществ в семени
Какие условия необходимы для прорастания семян? Для начала разберемся, что представляет собой прорастание.
Определение прорастания и методы нарушения периода покоя
Определение прорастания
Прорастание — это процесс перехода из состояния покоя к росту зародыша и развитию из него проростка.
Сам процесс прорастания тесно связан с условиями прорастания семян.
Важное условие, при котором происходит прорастание семени — период покоя. В случае, если наблюдается затягивание период покоя, он нарушается искусственно.
Методы нарушения периода покоя
Есть три основных метода нарушения покоя семян:
Какие условия нужны для прорастания семян
В первую очередь речь идет о факторах внешней среды. Огромное значение для прорастания имеет энергия прорастания. Она, в свою очередь, зависит от внешних факторов и характеризует посевное качество семян.
К факторам внешней среды относятся вода, воздух, температура и физиологические активные вещества.
Влияние воздуха
Важным условием необходимым для прорастания семян, является воздух. Прорастая, семя дышит: оно поглощает кислород, который необходим для протекания окислительно-восстановительных реакций в клетках. За счет реакций происходит стимулирование роста и деления клеток зародыша.
Важность воздуха в прорастании легко продемонстрировать на примере.
В три разных стакана помещают сухие семена. Первый стакан просто накрывают блюдцем, во второй помещают влажную вату и прикрывают блюдцем, а третий просто наполняют водой. Все стакана оставляют на несколько дней. Только в последнем случае семена не прорастут, а набухнут: для дыхания им не хватит воздуха.
Влияние света
Реакция на свет связана с действием света на обмен стимуляторов или ингибиторов в семенах. Есть светолюбивые и темнолюбивые растения. Некоторые семена лучше прорастают в темном месте.
Влияние воды
Вода необходима для прорастания семян потому что так семена набухают, а в процессе набухания кожица семени повреждается. Из этого повреждения появляется корешок и стебелек зародыша.
Кроме того, с помощью воды происходит всасывание необходимых питательных веществ, благодаря которым семена прорастают. Это также можно продемонстрировать на опыте.
В две различные емкости нужно поместить семена фасоли. Первую просто накрывают блюдцем, а во вторую помещают влажную вату и тоже накрывают. Через некоторое время мы обнаружим, что там, где была вата, семена проросли.
Объем воды, необходимый семенам, различается в зависимости от вида растения. Бобовые нуждаются в большем количестве, а злаковые — в меньшем.
Влияние температуры
Температурный режим — важное условие для прорастания. Для каждого растения существует своя благоприятная температура. Одним хорошо прорастать при температуре +2 градуса Цельсия, а другие — при +15 градусов Цельсия.
Посевной календарь в сельском хозяйстве разработан с учетом температурных предпочтений различных культур.
Выходцы из теплых широт — это теплолюбивые растения, которые прорастают при высокой температуре. Выходцы из холодных широт — это холодостойкие растения, прорастающие при низкой температуре.
Влияние физиологически активных веществ
Что еще необходимо для прорастания семян? Рост зародыша основан на питании. Питательные вещества, необходимые зародышу, располагаются в эндосперме и семядоли. Медленное развитие зародыша или его гибель обусловлены небольшим запасом питательных веществ.
Чтобы зародыш не погиб, вносятся стартовые удобрения. При поглощении питательных веществ в зародыше происходит обмен веществ: поглощается кислород и выделяется углекислый газ.
Превращение веществ в семени
Прорастание семени связано с разложением запасных веществ, включая белок, в эндосперме и семядолях. В это же время в зародыше наблюдаются синтетические процессы — на основе тех веществ, которые к нему поступают.
Несмотря на энергетический распад белков, общее количество азотных веществ остается неизменным. При этом накапливаются аминокислоты и аспарагин, резко уменьшается количество крахмала, а количество растворимых сахаров остается неизменным.
Сахара используются в процессе дыхания, который в прорастающем семени протекает довольно активно. В результате дыхания происходит образование богатых энергией веществ — АДФ и АТФ, а также выделение воды, углекислого газа и тепловой энергии.
Сахара участвуют в процессе образования клетчатки и гемицеллюлозы.
Количество минеральных веществ остается прежним. Регуляция осмотического давления и коллоидно-химических процессов в новых клетках осуществляется катионами.