что такое семя каково его значение
Что такое семя каково его значение
Се́мя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизменённый женский спорангий) и содержащая зародыш.
Содержание
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.
У саговников и гинкго наружный слой семенной кожуры (саркотеста) мягкий и мясистый, средний слой (склеротеста) твёрдый, а внутренний слой (эндотеста) к моменту созревания семени плёнчатый. Семена распространяются различными животными, которые поедают саркотесту, не повреждая склеротесты.
У тиса и подокарпуса семена окружены мясистым ариллусом — сильно видоизменённой чешуёй женской шишки. Сочный и ярко окрашенный ариллус привлекает птиц, которые распространяют семена этих хвойных. Ариллусы многих видов подокарпуса съедобны и для человека.
Строение семян покрытосеменных
Семенная кожура
Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений. Семенная кожура развивается из покровов (интегумента) семяпочки.
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
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
Под кожурой находится зародыш — маленькое будущее растение. Зародыш у многих цветковых состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и семядолей. У других групп (например, у подавляющего большинства орхидных) зародыш до прорастания семени не имеет дифференцированных органов.
Особенности строения семян однодольных и двудольных
Размер семян
Минимальные размеры имеют семена орхидных и заразиховых; их масса составляет 0,001—0,003 мг. Максимального размера достигают семена сейшельской пальмы Lodoicea maldivica (масса около 20 кг).
Химический состав семян
Основная особенность химического состава зрелых семян — очень низкое содержание воды, обычно всего 10—15 % (по разным источникам, от 5 до 20 %).
Состояние покоя
Всхожесть семян
Всхожесть семян — это их способность давать за определённый срок нормальные проростки (в лаборатории) или всходы (в полевых условиях). Всхожесть сильно зависит от условий проращивания и от условий хранения семян. Обычно всхожесть выражают в процентах (это процент семян, которые дали всходы, от общего числа семян).
При длительном хранении семян со временем их всхожесть падает. Семена некоторых растений теряют всхожесть уже через 2—3 недели (например, семена большинства видов ив полностью теряют всхожесть при температуре 18—20 °C в течение месяца). Всхожесть семян большинства культурных растений заметно снижается через 2—3 года. Семена лотоса в торфе сохраняют всхожесть не менее 250 лет (по некоторым данным, более тысячи лет). Сохранившиеся в вечной мерзлоте семена люпина арктического удалось прорастить через 10—12 тыс. лет.
Условия прорастания семян
Температура
Семена растений прорастают при положительной температуре. Температура начала прорастания широко варьирует у растений разных таксономических групп и географических регионов. В среднем семена растений полярных и умеренных широт прорастают при более низкой температуре, чем семена субтропических и тропических видов. Различаются также оптимальная температура прорастания, при которой наблюдается наибольшая всхожесть и максимальная.
Семена некоторых растений выдерживают периоды кратковременного воздействия высокой температуры во время лесных пожаров, после которых создаются благоприятные условия для прорастания выживших семян. Кроме того, огонь способствует вскрыванию плодов некоторых видов растений, обладающих устойчивостью к воздействию огня. Так, только после пожаров вскрываются «поздние» шишки сосны скрученной, шишки секвойядендрона и др., плоды некоторых видов рода банксия.
Кислород
Влага
Стратификация
Скарификация
Скарификация — повреждение механическим или химическим воздействием оболочки семян, необходимое для их прорастания. Она обычно требуется семенам с толстой и прочной семенной кожурой (многие бобовые) или эндокарпом (например, малина, черёмуха).
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.
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.
Что такое семя каково его значение
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Значение слова «семя»
3. перен.; чего. Зародыш, начало, источник чего-л. Он с удивительною настойчивостью перевоспитывал ее, истребляя в ней семена тщеславия и суетности. С. Аксаков, Детские годы Багрова-внука. [Морей:] Я уничтожу самое семя бунта! А. Н. Толстой, Бунт машин.
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
СЕ’МЯ, р. и д. мени, менем, мени, мн. мена́, мя́н, мена́м, ср. 1. Орган размножения растения, зерно, из к-рого развивается новое растение. С. развивается из семяпочки. В ядре семени находится зародыш. Растение дало семена. Селекционные семена. 2. только мн. Зерна, предназначенные для посева. Посеять семена мака. Продажа семян. Сбор
семян. Оставить на семена.
|| только ед., собир. Такие зерна как продукт или как пища. Припарка из льняного семени. Канареечное с. 3. перен. Источник чего-н., причина какого-н. явления (книжн.). Семена раздора. Благое с. Заронить семена добра. 4. только ед. То же, что сперма (биол.). Истечение семени. 5. перен. Потомство, нисходящее поколение (книжн., церк.). С. Авраамово. ◊
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
се́мя
1. зерно, предназначенное для посева ◆ Которое семя год перележало, то лучше, двухгодовалое ― посредственно, трёхгодовалое хуже, а четырёхгодовалое на семена не годится. М. В. Ломоносов, «Лифляндская экономия», 1760 г. (цитата из НКРЯ) ◆ Год был голодный, у крестьян не было чем сеять. Я дал семена. П. А. Моисеенко, «Воспоминания старого революционера», 1921–1923 г. (цитата из НКРЯ) ◆ Кстати, семечки от дынь и арбузов собирались всеми горожанами, просушивались и продавались бакчевникам Хлыновска, ибо считалось, что только семена местной выращенности дают настоящий урожай, и потом, несмотря на то, что семечки, особенно арбузные, были всегда в хорошей цене, это собирание семян скорее было общественной повинностью, нежели желанием заработать. К. С. Петров-Водкин, «Моя повесть», Часть 1. Хлыновск, 1930 г. (цитата из НКРЯ)
2. перен. + род. п. зародыш, начало, источник чего-либо ◆ Мысль есть невидная глава языка, семя делу, корень телу. Григорий Сковорода, «Разговор, называемый Алфавит или Букварь мира», 1760–1775 г. (цитата из НКРЯ) ◆ Я ношу в себе семя зла; я создан, чтоб разрушать естественный порядок. М. Ю. Лермонтов, «Странный человек», 1831 г. ◆ Современное хулиганство вызвано общими условиям современности, среди которых немалую роль для морально-правового сознания деревни сыграла полоса погромов, оставшихся безнаказанными, внёсшая в психику тёмных слоёв населения семена преступности и беззакония. «Хулиганство в деревне», 19 июля 1912 г. // «Русское слово» (цитата из НКРЯ)
3. устар. книжн. потомство, род (собир.), потомок ◆ Но в злых тонких губах, в умных, острых, точно колючих, глазах было что-то властное и твёрдое, напоминавшее царевну Софью ― «злое семя Милославских». Д. С. Мережковский, «Пётр и Алексей», 1905 г. (цитата из НКРЯ)
Значение слова семя
Словарь Ушакова
с е мя, род. и дат. семени, семенем, семени, мн. семена, семенам, ср.
1. Орган размножения растения, зерно, из которого развивается новое растение. Семя развивается из семяпочки. В ядре семени находится зародыш. Растение дало семена. Селекционные семена.
2. только мн. Зерна, предназначенные для посева. Посеять семена мака. Продажа семян. Сбор семян. Оставить на семена.
| только ед., собир. Такие зерна как продукт или как пища. Припарка из льняного семени. Канареечное семя.
3. перен. Источник чего-нибудь, причина какого-нибудь явления (книж.). Семена раздора. Благое семя. Заронить семена добра.
4. только ед. То же, что сперма (биол.). Истечение семени.
5. перен. Потомство, нисходящее поколение (книж., церк.). Семя Авраамово.
Этимологический Словарь Русского Языка
Индоевропейское – se+men (семя).
Слово «семя» пришло из древнерусского, где известно с XI в. в форме «с(ять)мя» – «зерно, семя, зародыш».
В древнерусском – из старославянского от:
В современном русском языке «семя»:
1. Биол. Зачаток, зародыш растения;
2. Семена, зерна для посева;
3. Мужское семя (сперма).
Слово также используется в переносном значении – «зародыш, источник чего-либо».
Производные: семенной, семенить, семечки.
Фразеологический словарь (Волкова)
Энциклопедия «Биология»
, орган полового размножения и расселения растений; развивается из семязачатка (семяпочки). Заключает внутри себя зародыш и запасы питательных веществ. У одних растений питательные вещества откладываются в мясистых семядолях, у других – в эндосперме или в центральной многоклеточной части семяпочки. Наружный покров семени – семенная кожура образуется из покровов семяпочки. Степень её развития у разных видов различна. Самая тонкая семенная кожура – у семян в сухих невскрывающихся плодах, самая толстая, многослойная и твёрдая – у семян некоторых видов сем. бобовых, мальвовых, тыквенных, у многих пальм. От степени твёрдосемянности в значительной степени зависит скорость прорастания семян. Для её повышения семенную кожуру нарушают механически или воздействием химических веществ. Благодаря относительной изолированности от внешних условий семя может продолжительное время находиться в состоянии покоя. Семена часто снабжены приспособлениями для переноса их животными (напр., покрыты слизью). Самые крупные семена – орехи сейшельской пальмы – имеют диам. 25 см и массу до 25 кг, самые мелкие – у растения-паразита вертляницы, весят 0,000003 г.
Что такое семя каково его значение
Цветковое растение начинает свою жизнь с семени. Семена растений различаются по форме, окраске, размерам, весу, но все они имеют сходное строение.
Зерновка пшеницы является не семенем, а плодом. Ткани плода в зерновке представлены лишь плёнчатым наружным слоем, получившим название плодовой оболочки. Вся остальная часть зерновки — семя.
Строение семени однодольных хорошо можно рассмотреть на примере пшеницы. У пшеницы зёрна представляют собой плоды — зерновки, содержащие только одно семя. Большую часть в зерне занимает эндосперм — особая запасающая ткань, содержащая органические вещества. Сбоку от эндосперма расположен зародыш. В нём различают зародышевый корешок, зародышевый стебелёк, зародышевую почечку и видоизменённую семядолю, расположенную на границе с эндоспермом. Эта семядоля при проращивании семени содействует поступлению питательных веществ из эндосперма к зародышу.
Строение семени однодольного растения (пшеница)
Строение семени двудольного растения
Строение семени двудольного растения легче рассматривать на примере фасоли состоящее из зародыша и семенной кожуры. После снятия семенной кожуры обнажается зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, двух массивных семядолей и заключённой между ними почечки. Семядоли — это первые видоизменённые листья зародыша. У фасоли и многих других растений они содержат запас питательных веществ, которые затем расходуются на питание проростка, а также выполняют защитную функцию по отношению к почечке.
Строение семени двудольного растения (фасоль)
Определение неорганических веществ в семени
Цель: выявить неорганические вещества в семени.
Что делаем: положим на дно пробирки немного сухих семян (пшеница) и нагреем их над огнём. Условие: держать пробирку над огнём необходимо горизонтально, чтобы её верхняя часть оставалась холодной.
Что наблюдаем: вскоре на внутренних стенках в холодной части пробирки можно заметить капли воды.
Результат: капли воды — это результат охлаждения водяных паров, выделившихся из семян.
Что делаем: продолжаем нагревать пробирку.
Что наблюдаем: появляются бурые газы. Семена обуглились.
Результат: при полном сгорании семян остаётся лишь немного золы. Её в семенах не много — от 1,5 до 5 % сухой массы.
Вывод: семена содержат горючие органические и негорючие минеральные (золу).
Определение органических веществ в семени
Известно, что муку получают, размалывая на мельнице зёрна пшеницы.
Цель: выясним состав органических веществ входящих в семена пшеницы.
Что делаем: возьмём немного пшеничной муки, добавим в неё воды и сделаем небольшой комочек теста. Завернём комочек теста в марлю и тщательно промоем в сосуде с водой.
Что наблюдаем: вода в сосуде стала мутной, а в марле остался небольшой клейкий комочек.
Что делаем: капнем 1-2 капли раствора йода в стакан с водой.
Что наблюдаем: жидкость в сосуде посинела.
Результат: испытуемая воды посинела — значит, там есть крахмал.
На марле, в которой было тесто, осталась тягучая клейкая масса — клейковина, или растительный белок.
Вывод: в семенах содержатся растительный белок и крахмал — это органические вещества. В семенах в основном откладываются органические вещества. У разных растений они имеются в разных количествах.
Определение растительных жиров в семенах растений
Кроме белка и крахмала из органических веществ в семенах есть ещё растительные жиры.
Цель: доказать, что в семенах содержатся растительные жиры.
Что делаем: семя подсолнечника положить между двумя листами белой бумаги (рис. 1). Затем надавить на семя тупым концом карандашом (рис. 2).
Что наблюдаем: на бумаге появилось жирное пятно (рис.3).
Общий вывод: органические вещества образуются в организме и при нагревании обугливаются, а затем сгорают, превращаясь в газообразные вещества. Неорганические вещества, входящие в состав семени, не горят и не обугливаются.
Жизненные процессы прорастающего семени
Всхожесть семян
Всхожесть семян — важный показатель их качества самих семян. Определить её не сложно.
Цель: научиться определять всхожесть семян.
Что делают: отсчитывают, из семенного материала, 100 семян подряд, без выбора, раскладывают их на мокрой фильтровальной бумаге или на смоченном песке (можно на мокрой тряпочке).
Что наблюдаем: через 3-4 дня подсчитывают число проросших семян и смотрят, насколько дружно прорастают семена.
Через 7-10 дней вновь подсчитывают число проросших семян и смотрят окончательную всхожесть.
Всхожесть оценивают в процентах, подсчитывая количество проросших процентов из 100 посеянных.
Вывод: чем выше число проросших семян, тем качественнее данный семенной материал.
Прорастание семян
Есть семена, которые при прорастании выносят семядольные листья на поверхность почвы (фасоль, огурец, тыква, свекла, берёза, клён, астра, бархатцы) — это надземное прорастание семени.
У других растений при прорастании семядоли не выходят на поверхность почвы (горох, настурция, конские бобы, дуб, каштан), их относят к растениям с подземным прорастанием.
Условия необходимые для прорастания семян
Для этого можно провести небольшой опыт.
Цель: какие же условия необходимы, чтобы семена начали прорастать?
Что делаем: возьмём три стакана и положим на дно каждого по нескольку зёрен пшеницы. В первом — оставим семена, как есть (в нём будет только воздух). Во второй — нальём воды столько, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Третий стакан наполним до половины. Все три стакана накроем стеклом и оставим на свету. Это начало нашего опыта.
Примерно через 4-5 дней проанализируем полученный результат.
Что наблюдаем: в первом — семена остались без изменения, во втором набухли и проросли, а в третьем только набухли, но не проросли.
Результат: опыт показывает, что семена легко впитывают воду и набухают, увеличиваясь в объёме. При этом органические вещества (белки и крахмал) становятся растворимыми. Таким образом, семя из покоящегося состояния приступает к активной жизни. Однако если, как это в третьем стакане, воздух не имеет доступа к семенам, то они хотя и набухли, но не проросли. Семена проросли только во втором стакане, где к ним был доступ и воды и воздуха. В первом стакане не было изменений, так как к семенам не поступила влага.
Вывод: для прорастания семян необходима влага и воздух.
Влияние температуры на прорастание семени
Цель: подтвердим опытным путём, что помимо влаги и кислорода на прорастание семян влияют и температурные условия.
Что делаем: в два стакана положим несколько семян фасоли (равное количество) и нальём воды, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Накроем стаканы стеклом. Один стакан оставим в комнате при температуре +18-19ºС, а другой выставим на холод (холодильник), где температура не выше +3-4ºС.
Через 4-5 дней, проверим результаты.
Результат: семена проросли только в том стакане, который стоял в комнате.
Вывод: следовательно, для прорастания семян необходима ещё и определённая температура окружающей среды.
Дыхание семян
Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород из воздуха, а в окружающую среду выделяют углекислый газ.
Цель: опытным путём доказать, что растения поглощают кислород из воздуха, а выделяют углекислый газ.
Что делаем: возьмём две стеклянных колбы. В одну поместим небольшое количество набухших семян гороха, а другую оставим пустой. Обе колбы закроем стеклом.
Через сутки, возьмём горящую лучинку и внесём её в пустую колбу.
Что наблюдаем: лучинка продолжает гореть. Опустим в колбу с семенами. Лучинка погасла.
Научно доказано, что кислород воздуха поддерживает горение и поглощается при дыхании. Углекислый же газ — не поддерживает горение и выделяется при дыхании.
Вывод: опыт показал, что прорастающие семена (как живой организм) поглотили кислород (O2) из воздуха, который был в колбе, а выделили углекислый газ (CO2). Убедились, что семена дышат.
Сухие семена, если они живые, тоже дышат, но у них этот процесс идёт очень слабо.
Превращение веществ в прорастающем семени
Прорастание семян сопровождается сложными биохимическими и анатомо-физиологическими процессами. Как только в семена начинает поступать вода, в них резко усиливается дыхание и активизируются ферменты. Под их влиянием запасные питательные вещества гидролизуются, превращаясь в подвижную, легко усвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты и сахара, белки — в аминокислоты. Перемещаясь в зародыш из запасающих органов, питательные вещества становятся субстратом для начинающихся в нём процессов синтеза, в первую очередь новых нуклеиновых кислот и ферментативных белков, необходимых для начала роста. Общее количество азотных веществ остаётся на одном уровне даже тогда, когда происходит энергетический распад белков, потому что при этом накапливаются аминокислоты и аспаргин.
Резко уменьшается содержание крахмала, но количество растворимых сахаров не повышается. Сахар расходуется на процесс дыхания, который в прорастающем семени происходит очень энергично. В результате дыхания образуются богатые энергией соединения — АДФ и АТФ, выделяются углекислый газ, вода и тепловая энергия. Часть сахаров расходуется на образование клетчатки и гемицеллюлоз, необходимых для построения оболочек новых клеток.
Значительное количество минеральных веществ, имеющихся в семени, при прорастании остаётся постоянным. Находящиеся в семенах катионы регулируют коллоидно-химические процессы и осмотическое давление в новых клетках.
Влияние запасов питательных веществ в семени на развитие проростков
Рост зародыша и превращение его в проросток происходит за счёт деления и роста его клеток. Чем крупнее семена, тем больше в них запасных веществ и тем лучше растут проростки.
Цель: определить опытным путем влияет ли размер семян на рост проростков.
Что делаем: в одну ёмкость с землёй посеять самые крупные семена гороха, а в другую — мелкие. Через некоторое время сравнить проростки.
Вывод: из крупных семян развиваются более мощные растения, которые дают наиболее высокий урожай. Клеток становится всё больше и больше, так как они получают питательные вещества, растут и снова делятся.
Цель: опытным путём проверим утверждение, что для роста, особенно в первое время, проростки используют вещества, запасённые в самих семенах.
Что делаем: берём одинаковые по величине набухшие семена фасоли и удаляем у одного семени одну семядолю (1), у другого — 1,5 семядоли (2), а у третьего оставить обе семядоли (3) для контроля.
Все их помещаем в ёмкости, как показано на рисунке.
Что наблюдаем: заметно, что проросток семени с двумя семядолями оказался более крупным, сильным, чем проросток с одной семядолей или проросток с половинкой семядоли.
Вывод: таким образом, высокое качество семян — необходимое условие для получения хорошего урожая.
Период покоя растения
Период покоя — необходимое условие для прорастания семян. Покой может быть вынужденный, связанный с отсутствием необходимых для прорастания условий (температуры, влажности). Пример покоя семян — сухие семена.
Органический покой определяется свойствами самого семени. Термин «покой» при этом имеет условное значение. В большинстве случаев в таких семенах протекают метаболические процессы (дыхание, иногда рост зародыша), но прорастание заторможено. Семена, находящиеся в органическом покое, даже в условиях, благоприятных для прорастания, не прорастают совсем или прорастают плохо.
Способность семян находиться в вынужденном или органическом покое выработалась у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного для роста проростка времени года. Таким путём создаётся запас семян в почве.
Основные причины, препятствующие прорастанию семян:
Время посева и глубина заделки семян
Глубина заделки семян зависит от их размера. Чем семена крупнее, тем их сеют глубже. У крупных семян больше запасных питательных веществ и их хватает для развития и роста проростков, пока они пробиваются с большой глубины.
Мелкие семена сеют на глубину от — до 2 см, средние — от 2 до 4 см, а крупные семена — от 4 до 6 см.
Глубина заделки семян зависит и от свойств почвы. В песчаные почвы семена заделывают глубже, чем в глинистые. Верхние слои рыхлых песчаных почв быстро пересыхают, и при мелкой посадке семена не получают достаточно влаги. На плотных глинистых почвах влаги в верхних слоях достаточно, но зато в нижних слоях мало воздуха. При глубокой посадке — семена задыхаются, так как им не хватает кислорода.