Строение семени кратко. Семя

1. Что такое семя? Какие функции оно выполняет?

Семя — генеративный орган растения. У цветковых растений оно образуется внутри плода. Функции семян:

1. Размножение. Отделившись от материнского расте-ния после созревания, семя может прорасти и дать начало новому организму. Следовательно, благодаря семенам рас-тения размножаются.

2. Распространение растений по территории. Напри-мер, у семян тополя, иван-чая на поверхности имеются многочисленные волоски. С их помощью семена легко подхватываются ветром и разносятся по местности.

3. Перенесение неблагоприятных условий. Семена многих растений обладают повышенной устойчивостью к неблагоприятным внешним условиям и сохраняются там, где вегетативные органы отмирают. Семя дает растению возможность перенести неблагоприятный период: летнюю жару, зимний холод, недостаток влаги.

2. Какое строение имеет семя?

Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндос-перма.

Семенная кожура защищает внутреннее содержимое семени. На ней могут быть различные образования, спо-собствующие распространению семян. На поверхности кожуры имеется рубчик от семяножки, которая соединяла созревающее семя со стенкой плода.

Зародыш — важная часть семени. Он состоит из заро-дышевого побега и зародышевого корня. Зародышевый по-бег имеет зародышевый стебель, зародышевые листья и за-родышевую верхушечную почку. Зародышевые листья (два — у представителей класса двудольных, один — у предста-вителей класса однодольных) называют семядолями. Эти листья защищают почку. У многих видов в семядолях запа-саются питательные вещества. Например, у фасоли, горо-ха, подсолнечника, тыквы.

Эндосперм — запасающая ткань, в клетках которой от-кладываются запасные питательные вещества, необходи-мые для развития зародыша. В некоторых семенах эндос-перм может отсутствовать, и тогда запасные вещества откладываются в клетках зародыша, чаще в его семядолях. Семена с эндоспермом у томата, лука, тмина, хурмы, фи-алки, ландыша. Семена без эндосперма у фасоли, гороха, подсолнечника, тыквы.

3. Охарактеризуйте основные типы прорастания семян.

Созревшие семена при наличии воды, воздуха и тепла трогаются в рост. Этому предшествует их набухание. Под напором насыщенных водой клеток кожура разрывается и наружу «выходит» корень. Материал с сайта

Корень растет верхушкой, закрепляет молодое расте-ние в почве, поглощает из нее необходимые растущему организму воду и минеральные соли. Трогается в рост и побег. Он выходит в воздушную среду. Вытягивается сте-бель, растут листья, развертывается верхушечная почка. Рост побега идет за счет вставочной и верхушечной обра-зовательных тканей. Зародыш семени превращается в проросток.

Если семядоли выносятся в воздушную среду, то гово-рят о «надземном» прорастании семян. Такое прорастание у фасоли обыкновенной, огурцов, репы, капусты, лука репчатого, липы мелколистной, клена остролистного и многих других растений.

Если семядоли у проростка остаются в почве, такое прорастание семян называют «подземным» (горох, лещина, дуб и другие растения).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

• сочинение на тему как прорастает семя
• сочинение как прорастает семя 4класс
• из чего состоит семя
• семя функции
• функции семени

Семя – зачаточное растение. Оно развивается из семизачатка. По строению семена двудольных и однодольных растений различаются между собой. У двудольных растений одна из сторон семени выпуклая, другая вогнутая. Снаружи блестящая гладкая семенная кожура. Под ней – зародыш, состоящий из двух семядолей и расположенных между ними корешка, стебелька и почечки.

Семя однодольных снаружи одето околоплодником, который плотно сросся с семенной кожурой. Если семя разрезать, то можно увидеть, что большую часть составляет мучнистый эндосперм, зародыш имеет маленький корешок, стебелек и почечку.

После периода покоя начинается его прорастание. Для прорастания семени необходимы определенные условия. Для семян каждого вида растения эти условия различны. Температуры, при которых могут прорастать различные семена, колеблются от +5 до +40 градусов С. Прорастающее семя активно дышит.

Необходимое условие – наличие воды. На первых этапах, до развития листьев зародыш питается исключительно запасом питательных веществ. Это в основном липиды, белки. Рост собственно зародыша идет за счет деления клеток и увеличения их размеров. Первым видимым признаком прорастания является появление первичного корешка. Он обладает первичным геотропизмом, то есть растет по направлению силы тяжести, укореняя растение в земле.

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.

Вконтакте

Одноклассники

Развитие пыльцевой трубки. Пылинка, попав на рыльце пестика, прорастает. Содержимое пыльцы, одетой интиной, выпячивается через поры в экзине и образует пыльцевую трубку. Скорость роста пыльцевой трубки составляет 35 мм/час

Ядро клетки и генеративное ядро находятся на растущем конце пыльцевой трубки. Достигнув завязи пыльцевая трубка направляется к семязачатку и проникает в него через микропиле. Оболочка зародышевого мешка растворяется при соприкосновении с кончиком пыльцевой трубки. В зародышевом мешке пыльцевая трубка растет по направлению к яйцеклетке. Оболочка на кончике пыльцевой трубки разрывается и оттуда выходят два спермия. Один сливается с яйцеклеткой, а другой – с вторичным ядром зародышевого мешка или с одним из центральных ядер. Происходит двойное оплодотворение – характерная особенность покрытосеменных растений, не встречающаяся у голосеменных. Двойное оплодотворение открыл в 1898 г. Русский ботаник С. Г. Навашин.

Впоследствии из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из канальцевой клетки с оплодотворенным вторичным ядром – эндосперм. Эндосперм покрытосеменных триплоиден, что является принципиальным различием между покрытосеменными и голосеменными.

По форме спермии различны: палочковидные, червеобразные, способные к передвижению, несмотря на отсутствие жгутиков..

Формирование зародыша. Оплодотворенная яйцеклетка переходит в состояние покоя, зависящее от времени и внешних условий. Первое деление сопровождается заложением поперечной перегородки. Из терминальной клетки развивается зародыш, а из базальной клетки в дальнейшем образуется конус нарастания побега и семядоли. Первичный корень возникает из самой нижней клетки подвеска. У двудольных зародыш имеет две семядоли, подсемядольное колено, первичный корень, конус нарастания первичного побега (иногда формируется зачаточные листочки или зачаточные почечки).

Формирование эндосперма.

Из чего состоит зародыш семени растения? Строение зародыша семени

Эндосперм служит основным источником питательных веществ

У орхидных развитие эндосперма подавлено. Триплоидное ядро отмирает немедленно или через несколько делений.

Семязачаток превращается в семя. Кожура образуется из интегументов, отчасти из нуцеллюса, Стенка завязи образует околоплодник, окружающий семена, развивающиеся в завязи. Вся завязь превращается в плод.

СЕМЯ

В результате процесса двойного оплодотворения из семязачатка формируется семя. Семя состоит из зародыша и запасных питательных веществ, покрытых семенной кожурой. Зародыш семени развивается из зиготы, образованной в результате слияния спермия с яйцеклеткой. Клетка, возникшая в результате слияния другого спермия с вторичным ядром зародышевого мешка, развивается в питательную ткань семени - эндосперм. Синергиды и антиподы обычно дегенерируют и растворяются, интегументы превращаются в кожуру семени, а нуцеллус у большинства

Рис. 117. Семена покрытосеменных. А-с эндоспермом, который окружает зародыш (мак); Б - с эндоспермом, который лежит рядом с зародышем (пшеница мягкая); В - с запасными веществами, отложенными в семядолях зародыша (горох); Г - с эндо-спермом, окружающим зародыш, и мощным периспермом (черный перец); Д - с пери-спермом, окруженным зародышем (куколь);

/ - семенная кожура, 2 - семенная кожура, сросшаяся с перикарпием, 3-перисперм, 4 - эндосперм, 5 — зародыш, 6 - почечка, 7 - корешок, 8 - семядоли

растений потребляется непосредственно в ка-честве питательного вещества при формиро-вании зародыша семени, реже превращается в питательную ткань - перисперм.

Различают четыре типа семян в зависи-мости от того, где откладываются запасные вещества: в эндосперме, в перисперме, в за-родыше, в эндосперме и перисперме (рис. 117).

Рассмотрим детальнее строение семени с эндоспермом на примере зерновки пшеницы, представляющей плод с одним семенем (рис. 118). Снаружи она покрыта довольно тонким пленчатым слоем, который трудно отделить от внутренней части зерновки. Этот слой является околоплодником, срос-шимся с кожурой семени. Внутри располо-жены зародыш и эндосперм. Зародыш име-ет сформированные вегетативные органы бу-дущего растения: зародышевой корешок с корневым чехликом, корневое влагалище - колеоризу, зародышевый стебелек и почечку. В центре почечки хорошо заметен конус на-растания стебля, прикрытый зародышевыми листьями. Верхний зародышевый лист - колеоптиль - служит защитой для молодо-го проростка при прохождении через почву. Часть зародыша, примыкающая к эндоспер-му, называется щитком. Щиток - единствен-ная развитая семядоля, выполняющая здесь функцию поглощения питательных веществ из эндосперма в период прорастания семе-ни. На противоположной щитку стороне сте-белька находится эпибласт - вероятно, ос-таток (рудимент) второй семядоли. Послед-ний у многих злаков отсутствует. Эндосперм в периферической части (под семенной ко-журой) имеет слой однородных клеток, со-держащих алейроновые зерна,- алейроно-вый слой, в центральной части расположе-ны крахмалоносные клетки.

Примером семени с запасными вещества-ми в зародыше может служить семя фасоли (рис. 119). Снаружи оно покрыто довольно толстой семенной кожурой. На узкой вогну-той поверхности семени расположен руб-чик - место прикрепления семени к семя-ножке. Здесь же находится микропиле (се-мявход). Роль его состоит в пропускании во-ды и газов внутрь семени. Непосредственно над микропиле помещается небольшой буго-рок, образованный зародышевым корешком.

Рис 118. Зерновка пшеницы. А- схема продольно-поперечного разреза;

Б-зародыш на продольном разрезе: 1-волоски,2-околоплодник,3-кожура семени,4,5- эндосперм,6-щиток, 7-стебелек,8-почечка, 9листочки, 10-колеоптиль,11-эпибласт,12-корешок, 13-чехлик, 14-колеориза (корневое влагалище).

Семена характеризуются очень важ-ной особенностью: в условиях неблаго-приятных для прорастания они могут значительное время пребывать в состоянии глубокого покоя

С наступлением благоприятных условий (температуры и влажности) семена всасывают воду и при достаточном доступе воздуха начинают прорастать, формируя проросток.

Семя развивается из семязачатка после оплодотворения (в случае апомиксиса — без оплодотворения). Снаружи оно покрыто семенной кожурой, образованной из интегумента и выполняющей защитную функцию. Эндос-перм, возникший из триплоидного ядра, содержит запасные вещества, пи-тающие зародыш при прорастании. У некоторых растений запасающую функцию может выполнять перисперм, образовавшийся из нуцеллуса. Из оп-лодотворенной яйцеклетки развивается зародыш.

Семена многих растений имеют придатки в виде сочных, мясистых, часто окрашенных выростов, богатых питательными веществами. Если эти выросты развиваются из семяножки (пассифлора, бересклет, мускатный орех), их называют присемянниками, или ариллусами, если из интегументов (хохлатка, клещевина) — карункулами, или ариллоидами. Они служат для привлечения животных, участвующих в распространении семян.

Семенная кожура (спермодерма) выполняет защитную функцию. На кожуре есть небольшое отверстие — микропиле, способствующее проникновению первых порций воды в начале набухания, и рубчик — место прикрепления семени к семяножке. Степень развития, твердость семенной кожуры определяются характером околоплодника: при невскрывающихся твердых околоплодниках она тонкая (вишня, дуб, сложноцветные); в противоположных случаях кожура твердая (виноград, калина). У граната — сочная семенная кожура.

Эндосперм возникает из триплоидного ядра, которое после оплодотворения начинает делиться первым. По характеру развития различают три основных типа эндосперма:

• ядерный (нуклеарный), т. е. сначала образуется большое количество ядер, затем вокруг них формируются оболочки;
• клеточный (целлюлярный), т. е. каждое деление ядра сопровождается цитокинезом;
• гелобиалъный (промежуточный), т. е. после первого деления зародышевый мешок делится на две части: микропилярную (большую) и халазальную (маленькую). В них происходит свободное деление ядер, а впослед-ствии возникают клеточные стенки.

В эндосперме запасаются крахмал, масла, белки. В покоящемся семени эндосперм твердый. При прорастании вещества эндосперма гидролизируются под действием ферментов и поглощаются зародышем; 85% покрытосеменных растений имеют эндосперм (магнолиевые, лилейные, пальмы), 15% — не имеют (бобовые).

Перисперм — запасающая ткань, характерная для некоторых растений (перец, кувшинка, звездчатка, свекла) и возникающая из нуцеллуса (2n).

По наличию запасающих тканей выделяют следующие типы семян:

• с эндоспермом (клещевина, злаки, пасленовые);
• с эндоспермом и периспермом (перец, кувшинка);
• с периспермом и без эндосперма (звездчатка, куколь, свекла);
• без эндосперма и перисперма (бобовые, орхидные).

Зародыш возникает из оплодотворенной яйцеклетки и состоит из меристематических тканей.

Общее строение семян растения и необходимые условия для прорастания

Гетеротрофен часто расчленен. Зародыш представлен осью и семядольными листьями (два — у двудольных, один — у однодольных). Семядоли выполняют выделительную, запасающую, всасывающую функции.

На оси зародыша у некоторых растений формируется почечка с зачатками настоящих листьев. С другой стороны, расположен корешок с корневым чехликом. Часть оси, к которой прикрепляются семядоли, называют семядольным узлом. Ниже семядолей на оси располагается гипокотиль (подсемядольное колено), выше — эпикотиль.

В семени злаков эндосперм занимает значительный объем, т. к. в нем откладываются запасные вещества. Он дифференцирован на два слоя. На-ружный — алейроновый слой, в котором откладываются белки. Он расположен сразу под семенной кожурой. Ближе к центру находятся клетки с крах-мальными зернами.

Зародыш злаков состоит из одной семядоли, зародышевого корешка, зародышевого стебелька и почечки. Единственная семядоля (щиток) прилежит к хорошо развитому эндосперму. В центре почечки хорошо заметен конус нарастания стебля, прикрытый примордиями листьев. Наружный колпачковидный лист, окружающий почечку, называется колеоптилем. Зародышевый корешок окружен специальным многослойным чехлом (колеоризой), которая при прорастании набухает и развивает на поверхности всасывающие волоски. Иногда на стороне, противоположной щитку, образуется чешуевидный вырост — эпибласт. Он расценивается некоторыми учеными как остаток второй семядоли

Социальные кнопки для Joomla

Разнообразно по размерам и форме. Например, тысячи мелких плодов орхидей весят меньше грамма, плоды некоторых пальм – до 8-15 кг.

Продолжительное время может переносить неблагоприятные условия, находиться в состоянии покоя. Зародыш при этом остается живым. Семя, которое может прорасти, называется всхожим . Для прорастания семени необходимы благоприятные условия (температура, влажность, воздух). Семя дышит, поэтому необходим доступ воздуха (кислорода). Во время дыхания выделяется тепло. Проникает вода в семя сквозь пыльцевход.

Семя состоит из зародыша и запаса питательных веществ, покрытых семенной кожурой . Поверхность может быть гладкой, шероховатой, с шипами, ребрами и т. п. Семенная кожица защищает содержимое семени от повреждения, высыхания. На поверхности семени можно заметить рубчик – след от семенной ножки и пыльцевход . Пыльцевход сохраняется в виде небольшого отверстия в кожуре.

Питательные вещества, как правило, находятся в эндосперме. В состав семени входят органические и неорганические соединения. У многих растений во время созревания семени и формирования зародыша эндосперм полностью используется. Тогда запасные вещества откладываются или в первых зародышевых листках или семядолях (картофель, фасоль, горох, тыква), в других частях семени (куколь).

Количество семядолей в семени определило название классов покрытосеменных (Однодольные, Двудольные). Семена двудольных и однодольных растений имеют разное строение.

У семени двудольных есть две семядоли, между которыми находится зародыш. Семядоли содержат питательные вещества. Зародыш состоит из зародышевых корешка, стебля, почки и листиков. При прорастании семядоли выполняют функцию первых листков.

Семя однодольных имеет единую семядолю – щиток . Это тонкая пленочка, расположенная между эндоспермом и зародышем. Вторая семядоля редуцирована. Зародыш занимает незначительную часть семени и имеет зародышевый корешок, стебель, почку и листики. При прорастании семени сквозь щиток происходит всасывание зародышем питательных веществ из эндосперма.

У покрытосеменных семя теряет связь с материнским растением и прорастает в другом месте. Распространение плодов и семян происходит под действием разных внешних факторов или самостоятельно.

Автохория

Автохория (от греч. аутос – сам, хорео – распространяться) – это способность растений (люпин, герань, фиалка, желтая акация) самостоятельно распространять плоды и семена. «Бешеный огурец» при созревании способен с силой выбрасывать семена на много метров.

Анемохория

Анемохория (от греч. анемос – ветер, хорео – распространяться) – это распространение плодов с помощью ветра (одуванчик, осот, береза, клен). Для этого плоды имеют ряд разных приспособлений: крылатые выросты (парашютики, волоски, крыловидные придатки и т. п.), легкие семена. Это позволяет ветру подхватывать семя. Таким образом, плоды высыпаются не все вместе, а постепенно. Это распространенный способ среди растений.

Орнитохория

Орнитохория (от греч. орнис – птица, хорео – распространяться) – распространение семени и плодов с помощью птиц. Птицы могут поедать плоды, но, пройдя через кишечник, семена большинства растений не перевариваются, семя выходит с пометом; или просто перенести их на большие расстояния и потерять. Некоторые птицы могут прятать плоды в тайники, где последние иногда прорастают.

Зоохория

Зоохория (от греч. зоон – животное, хорео – распространяться) – это распространение плодов и семян растений с помощью животных. Животные поедают плоды и выводят семена с пометом, зарывают плоды в землю или делают тайники, о которых забывают или не используют их, переносят цепкие плоды на покровах.

Гидрохория

Гидрохория (от греч. гидро – вода, хорео – распространяться) – распространение плодов и семян с помощью воды. Характерно преимущественно для водных и болотных растений (осока, кувшинки, камыш и т. п.).

Антропохория

Антропохория (от греч. антропос – человек, хорео – распространяться) – это распространение семени и плодов человеком. Человек переносит плоды на одежде, транспорте, вместе с продуктами, товаром. Иногда плоды, таким образом, переносятся даже на другие континенты. Часто такие растения (элодея, амброзия, циклохена и т. п.) на новых местах быстро размножаются, распространяются и наносят большой ущерб, являются сорняками, не имеющими естественных врагов.

Значение плодов и семян

Много плодов или семян человек употребляет в пищу, кормит домашних животных. Из плодов и семян некоторых растений (подсолнух, соя) человек получает масло. В семенах масличных растений содержится от 25 до 80 % масла.

Семена и плоды применяются в медицине (малина, ежевика, калина). Иногда плоды и семена растений (белена черная, дурман, белладонна и т. п.) содержат ядовитые вещества. При их употреблении у человека возникают отравления. Поэтому при употреблении плодов, особенно незнакомых, надо быть осторожными. Из плодов некоторых растений (конопля, мак) изготовляют наркотические вещества. Большинство наркотиков имеет растительное происхождение.

Семя состоит их трех основных частей: зародыша, эндосперма - вместилища запасных питательных веществ и семенной оболочки. Если запасные вещества необходимы для питания зародыша во время прорастания и развития проростка, а оболочка выполняет в основном функции защиты семени, то зародыш представляет собой зачаток будущего растения, (рис. 3)

Зародыш семени.

После оплодотворения яйцеклетки образуется зигота - клетка, в которой сосредоточены зачатки всех признаков и свойств взрослого организма. Зародыш, развиваясь, частично или полностью использует вещества эндосперма для питания и своего формирования. У однодольных растений образуется одна семядоля, а точка роста находится сбоку. Основная часть зерновки злаков состоит из эндосперма. У двудольных развиваются две семядоли, где и откладываются запасные питательные вещества, а зародыш заполняет все семя. Точка роста у них находится между семядолями.

Если зародыш имеет две семядоли, которые выносятся на поверхность, то проростки скорее переходят на дополнительное автотрофное питание, меньше зависят от материнского семени и лучше приспосабливаются к условиям внешней среды.

Эндосперм- питательная ткань, развивающаяся вокруг зародыша после слияния гамет при оплодотворении. Эндосперм - это не только питательная ткань, он играет более значительную роль в формировании семян и молодых растений.

Покровы семени.

Семенная кожура развивается из наружных покровов семяпочки. У семян злаковых семенная кожура тесно срастается со стенками завязи.

После оплодотворения в процессе развития семени стенки завязи претерпевают морфологические и биохимические изменения, в результате которых возникает плодовая оболочка.

Покров защищает внутренние части семени от механических повреждений, вредных воздействий внешней среды и регулирует поступление и отдачу воды, газообмен и т.д.

Основу семенной кожуры составляет клетчатка - целлюлозный скелет, пропитанный лигнином, содействующим ее одревеснению.

У плодов наружным слоем покрова является плодовая оболочка, под прикрытием которой находятся остальные части семени, в том числе и семенная кожура. При этом плодовая оболочка составляет наиболее развитую часть покровов семени, а семенная значительно редуцируется, и многие функции последней переходят к плодовой оболочке (рис. 4).

По характеру поверхности оболочка бывает блестящей, матовой, гладкой, ячеистой, шиповатой, снабженной летучками или другими выростами.

У пленчатых хлебов (овес, ячмень и др.) зерновки после молотьбы остаются заключенными в цветковые чешуи, что значительно снижает травмированность семян и улучшает их сохранность. Большое значение для сохранения жизнеспособности семян имеет целостность их покровов. По трещинам и другим повреждениям оболочек во внутреннюю часть семени проникают многие вредители и микроорганизмы, что значительно снижает потенциальную величину урожая в результате губительного действия микроорганизмов.

Оболочка, а также алейроновый слой задерживают поступление влаги внутрь семени и препятствуют его увлажнению при небольшом дожде, а при сухой погоде - пересыханию. Повреждения оболочек содействуют более быстрому намачиванию и даже выщелачиванию веществ содержимого семени, а в некоторых случаях вызывают несвоевременное прорастание семени.

У бобовых трав, люпина и некоторых других культур скорость поступления влаги в семена связана с имеющимися в их кожуре палисадным слоем. При изменении его состояния поступление влаги замедляется и даже образуются так называемые твердые семена, кожура у которых становится водонепроницаемой. Однако при нарушении целостности покровов вода сразу же начинает поступать к внутренним тканям семени. Не вся поверхность семени одинаково доступна для воды. Так, у зерновых культур влага быстрее проникает в зародышевую часть семени, а у бобовых - в зону рубчика.

Оболочки семян обладают свойством полупроницаемости в отношении тех или иных веществ, находящихся в растворе. Полупроницаемость оболочки семян имеет большое биологическое и хозяйственное значение. Она значительно влияет на поведение семян при протравливании, при соприкосновении их с удобрениями, на прорастание семян при повышенном содержании солей в почве и т.д.

Соотношение различных частей семени меняется в зависимости от сортовых особенностей, крупности, степени созревания и т.д. В среднем оно может характеризоваться следующими величинами, % массы зерна:

Пшеница Кукуруза

Оболочки 8,9 7,4

Эндосперм 87,9 82,5

Зародыш 3,2 10,1

На долю запасных питательных веществ приходится основная масса семени, и чем крупнее и тяжелее семена, тем больше содержится в них запасных питательных веществ, и тем крупнее у них зародыш. При прочных покровах из таких семян развивается более сильный и устойчивый к различным неблагоприятным условиям проросток, обеспечивающий повышенную продуктивность растений.

Периоды и фазы развития семян.

С момента оплодотворения до полной зрелости в семени наблюдается ряд сложных превращений, т.е. происходит его развитие. У пшеницы различают шесть периодов развития семян.

1. Образование - от оплодотворения до образования точки роста. Семя образовалось, т.е. при отделении от растения оно способно дать жизнеспособный росток. Масса 1000 семян 1 г. Продолжительность периода 7-9 дней.

2. Формирование - от образования до установления окончательной длины зерна. Дифференциация зародыша заканчивается, цвет зерна зеленый, начинают появляться крахмальные зерна. В зернах много свободной воды и мало сухого вещества. Масса 1000 семян 8-12 г. Главное в этот период не накопление запасных веществ, а формирование всех частей зерна. Продолжительность периода 5-8 дней.

3. Налив - от начала отложения крахмала в эндосперме до его прекращения. В этот период увеличивается ширина и толщина зерна до максимума, полностью сформировывается ткань Эндосперма. Влажность зерна снижается до 38-40%, так как накапливается сухое вещество. Продолжительность периода в среднем 20-25 дней.

4. Созревание - начинается с прекращения поступления питательных веществ. В это время преобладают процессы полимеризации и подсыхания. Влажность снижается до 18-12%. Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени еще не закончено, в нем протекают физиологические процессы.

5. При послеуборочном созревании заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, снижается деятельность ферментов, увеличиваются воздухо- и водонепроницаемость семенных оболочек. Влажность семян становится равновесной с относительной влажностью воздуха. Дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, а в конце она становится нормальной. Продолжительность периода зависит от особенностей культуры и внешних условий.

6. Полная спелость - начинается с момента наступления полной всхожести, семена готовы начать новый цикл жизни растений, идет медленное старение коллоидов, которое сопровождается слабым дыханием. В таком состоянии они находятся до прорастания или до полной гибели вследствие старения при длительном хранении.

Периоды делят на более мелкие этапы развития семян - фазы. Период налива делят на четыре фазы, а период созревания - на две.

Фаза водянистого состояния - начало формирования клеток эндосперма. Зерно заполнено водянистой жидкостью, влажность его 80-75%, свободной воды в 5-6 раз больше, чем связанной. Сухое вещество составляет 2-3% максимального. Длительность фазы 6 дней.

Фаза предмолочная - содержимое водянистое с молочным оттенком, так как в эндосперме откладывается крахмал, оболочка зеленоватая, влажность 75-70%, сухое вещество составляет 10%. Продолжительность фазы 6-7 дней.

Фаза молочного состояния - зерно содержит молокообразную белую жидкость. Влажность его до 50%; сухого вещества накоплено 50% от массы зрелого семени. Длительность фазы от 10 до 15 дней.

Фаза тестообразного состояния - эндосперм имеет консистенцию теста. Хлорофилл разрушен и остается только в бороздке. Влажность снижается до 42%, сухого вещества накоплено 85-90%, продолжительность фазы - 4-5 дней.

Фаза восковой спелости - эндосперм восковидный, упругий, оболочки желтые, влажность снижается до 30%, прекращается прирост сухого вещества. Длительность фазы 3-6 дней.

Фаза твердой спелости - эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная, влажность 8-22%, продолжительность фазы 3-5 дней. По фазам происходят значительные изменения посевных качеств и урожайных свойств семян. Так, семена молочного состояния имеют более низкие энергию прорастания, силу роста, полевую всхожесть и уступают по продуктивности семенам в восковой и твердой спелости.

Семена часто обладают пониженными урожайными свойствами, имеют длинный послеуборочный период дозревания, плохо хранятся. Высокая температура при нормальной влажности сокращает налив и ускоряет биохимические процессы. В этом случае семена формируются высокого качества.

Отрицательное влияние на семена зерновых в начале восковой спелости оказывают весенние заморозки. Морозобойное зерно гораздо больше портится при хранении и дает высокий процент ненормальных, ослабленных ростков.

Накопление сухого вещества в зерне заканчивается в середине восковой спелости при влажности 35-40%. В это время растения можно скашивать и укладывать в валки.

Определение термина «семя» в ботанике

Хотя семя нередко описывают (в том числе и в авторитетных источниках) как «орган семенного размножения растений» (реже - «орган полового размножения растений»), семя не является органом в обычном значении этого термина, так как в нём объединены структуры двух (у голосеменных - трёх) разных поколений жизненного цикла . Органы полового размножения (половые органы, гаметангии) у голосеменных растений представлены архегониями , а у цветковых редуцированы. Более оправданно определение семени как «зачаточного растения» (его дают многие школьные учебники ботаники); это определение подчеркивает, что из семени разовьётся новое поколение (спорофит) растения. При этом остальные части семени, кроме зародыша, можно считать добавочными структурами (органами), которые обеспечивают развитие зародыша.

Строение семян

Строение семян голосеменных

Семя развивается на поверхности семенной чешуи. Оно представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань - эндосперм, зародыш и специальный защитный покров (семенную кожуру). До оплодотворения в центральной части семязачатка имеется нуцеллус, который постепенно вытесняется эндоспермом. Эндосперм гаплоидный и образуется из тканей женского гаметофита.

Эндосперм

Эндосперм - ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женского гаметофита . Часто на ранних стадиях развития он имеет синцитиальное строение, позднее в нём формируются клеточные стенки. Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными. У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны. У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n).

Перисперм

Основная статья: Перисперм

Перисперм схож по функциям с эндоспермом , но имеет диплоидный набор хромосом, содержит малое количество белковых веществ, в основном крахмал, а иногда и жиры. Может выполнять роль основной запасающей ткани как самостоятельно, так и наряду с эндоспермом.

Зародыш

Состояние покоя

Всхожесть семян

Кислород

Влага

Стратификация

Скарификация

Предполагается, что семена некоторых растений (например, кальварии Sideroxylon grandiflorum ) не могут прорасти в природе без похождения через кишечник птиц. Так, семена кальварии удавалось проращивать только после их прохождения через кишечник домашних индеек или обработки полировочной пастой.

Некоторым семенам требуются одновременно и скарификация, и стратификация. А иногда (боярышник) большинство семян прорастают после скарификации и двойной стратификации, то есть после двух зимних периодов покоя.

Свет

Распространение семян

Саморазбрасывание семян (автохория)

Семена многих растений падают на землю рядом с материнским растением после вскрытия плодов. Иногда при вскрытии плодов семена с силой выбрасываются, разлетаясь на некоторое расстояние. Саморазбрасывание семян характерно для таких растений, как недотрога мелкоцветковая , кислица обыкновенная .

Распространение ветром

Семена многих растений распространяются ветром (анемохория). Это, например, семена сосны обыкновенной , снабжённые крылышком, семена растений родов Тополь и Ива , покрытые волосками («тополиный пух»), мелкие пылевидные семена орхидных .

Распространение водой (гидрохория)

Водой распространяются плоды и семена не только водных, но и некоторых наземных растений. Ольха часто растет по берегам рек; ее плоды, попадая в воду, не тонут. Течение уносит их далеко от материнских растений. Плоды кокосовой пальмы с одного острова на друго переносятся морским течением.

Распространение с помощью животных

Распространение с помощью животных - зоохория . Семена растений могут распространяться животными на теле (обычно вместе с плодами), при прохождении через кишечный тракт и при растаскивании с потерей семян.

На теле разносят семена и односемянные плоды обычно птицы и млекопитающие. Так, млекопитающие могут разносить на шерсти плодики гравилата , череды , репешка и многих других растений, обладающих крючками, волосками и прицепками. Также на теле птиц и млекопитающих могут распространяться клейкие семена омелы , кувшинки и др.

Через кишечники птиц и млекопитающих после поедания ими плодов проходят, не теряя всхожести, семена таких растений, как бересклет бородавчатый , боярышник , малина и многих других.

Делая запасы в кладовых, белки, бурундуки, сойки и кедровки теряют часть семян или не находят часть кладовых, способствуя распространению семян сосны сибирской и дуба .

Особый способ распространения семян животными - мирмекохория . Мирмекохория - распространение семян муравьями . Семена некоторых растений обладают привлекательными для муравьев питательными придатками - элайосомами . Мирмекохорные растения средней полосы России - фиалка душистая , копытень европейский , ожика волосистая и многие другие; некоторые из них распространяются исключительно муравьями.

Роль семян в природе и жизни человека

Многие организмы (от грибов и бактерий до птиц и млекопитающих) питаются в значительной степени, а иногда и исключительно семенами. Семена составляют основу пищи таких животных, как некоторые насекомые и их личинки (например, муравьи-жнецы), зерноядные птицы , грызуны (бурундуки , белки , хомяки и др.).

Основу рациона человека со времён возникновения земледелия в большинстве регионов мира также составляют семена, в первую очередь, культурных злаков (пшеницы, риса, кукурузы и др.). Главное питательное вещество, с которым человечество получает наибольшее число калорий, - крахмал , содержащийся в семенах злаков. Важным источником белков для человечества служат также семена бобовых растений - сои , фасоли и др. Семена являются основным источником растительных масел , которые добывают из семян подсолнечника , рапса , кукурузы , льна и многих других масличных культур.

Литература

• Меликян А. П., Николаева М. Г., Комар Г. А. Семя // Жизнь растений: в 6 тт. / Под ред. А. Л. Тахтаджяна . - М .: Просвещение, 1980. - Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения. Двудольные: магнолииды, ранункулиды, гамамелидиды, кариофиллиды. - С. 84-91.
• Данович К. Н., Соболев А. М., Жданова Л. П., Илли И. Э., Николаева М. Г., Аскоченская Н. А., Обручева Н. В., Хавкин Э. Е. Физиология семян / Академия наук СССР; Научн. совет по проблемам физиологии и биохимии растений; Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева; Отв. ред. д. б. н. А. А. Прокофьев. - М .: Наука, 1982. - 318 с.

Примечания

Ссылки

• Семя растения - статья из Большой советской энциклопедии
• Seed Science Research - международный журнал, посвящённый изучению семян (англ.) (Проверено 29 января 2011)