Семя по типу запасающих тканей

Семя — генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).

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.

Перенесение неблагоприятных условий

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

Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев — семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.

Семенная кожура — обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие — семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс — набухание семени.

Эндосперм — запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).

В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют — щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Прорастание семени

Прорастанием семени называется переход от состояния покоя к вегетативном росту зародыша и формированию из него проростка. Развивается молодое растение. Этот крайне важный процесс требует нескольких обязательных условий:

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.

Доступ воздуха к семени

А точнее — кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

Наличие в семени запасных питательных веществ.

До момента, когда растение начнет фотосинтезировать — вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо — в эндосперме.

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).

Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C — огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C — укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.

Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте — лук, конопля.

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.

Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток — стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.

Типы прорастания семян

Существуют два типа 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.

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.

Источник

Ткани масличных плодов и семян

Семена масличных растений представляют собой сложные многоклеточные образования, построенные из нескольких типов тканей. Ткань — это совокупность клеток, выполняющих в организме растения определенную функцию и сходных по строению. Ткани семян по физиолого-биохимическим свойствам, характеру процессов обмена и химическому составу дифференцированы. Одноименные ткани различных растений обычно имеют большое сходство и выполняют аналогичные функции. Как правило, ткани не изолированы друг от друга и составляют взаимодействующие системы.

ЗАПАСАЮЩИЕ ТКАНИ

У семян наиболее развиты основные, или запасающие, ткани: ткани зародыша и эндосперма. В этих тканях происходит накопление и хранение питательных веществ.

К масличным растениям, в семенах которых практически все запасные вещества сосредоточены в зародыше, точнее в его семядолях, относятся подсолнечник, горчица и соя. Так, у подсолнечника эндосперм представлен в виде тонкой однорядной ткани, сросшейся с семенной оболочкой.

Читайте также: Семя льна при бронхите

К растениям, семена которых имеют хорошо развитый эндосперм, относятся клещевина, мак и кунжут. В зародыше таких семян, как правило, почти нет запасных питательных веществ, а семядоли развиты слабо.

У некоторых культур запасные вещества в семенах распределены относительно равномерно — и в семядолях, и в эндосперме. Обе ткани развиты достаточно хорошо. К таким растениям относится лен (табл.).

Место отложения запасных веществ в масличных семенах

Семейство, род, вид растений

Место отложения запасных веществ

Части растений, перерабатываемые на маслодобывающих заводах

Семядоли зародыша и эндосперм

Рапс, горчица, сурепица, рыжик,

Семядоли зародыша и эндосперм

Семена, части плодов (третинки)

В зависимости от степени развития эндосперма семена делят на три группы — без эндосперма, с эндоспермом и с равномерно развитым зародышем и эндоспермом

. Такое деление семян условно, и его можно проследить только в семенах, в которых процесс созревания полностью закончился.

ПОКРОВНЫЕ ТКАНИ —ПЛОДОВЫЕ И СЕМЕННЫЕ ОБОЛОЧКИ

Покровные ткани защищают зародыш и эндосперм семян от неблагоприятных внешних воздействий — механических повреждений, высыхания, перегревания, переохлаждения, лучистой энергии, проникновения чужеродных организмов, а также излишнего увлажнения. Выполнение защитной функции накладывает специфический отпечаток на строение покровных тканей, прежде всего внешних оболочек семян — плодовой и семенной. Эти оболочки у большинства растений состоят из мощной и твердой волокнистой ткани, сложенной из вытянутых толстостенных клеток, как правило, мертвых, лишенных внутриклеточного содержимого. Из-за характерного расположения клеток и их формы ткань иногда называют палисадной.

Покровные ткани обеспечивают прорастание семян при условиях, наиболее благоприятных для развития проростка. Эта функция покровных тканей обусловлена спецификой химического состава, который обеспечивает их непроницаемость для воды и кислорода воздуха. Непроницаемость тканей для воды объясняется тем, что в их составе липиды (в основном воски и воскоподобные соединения). Многие масличные плоды и семена покрыты тонкой пленкой (налетом) из воскоподобных соединений. Покровные ткани многих плодов и семян образуют волоски, усиливающие защитные функции ткани или способствующие распространению семян. У семян хлопчатника, например, эпидермальные волоски (хлопковое волокно) достигают 70 мм. Иногда в покровных тканях образуется грубая защитная ткань — пробковая. Клетки этой прочной и упругой ткани отмирают и состоят только из толстых стенок, которые окружают полости, заполненные воздухом или смолистыми веществами.

В семенной оболочке и в стенках плода обнаружены ингибиторы прорастания, поэтому удаление этих тканей способствует прорастанию семян. Присутствие в покровных тканях соединений типа фенолов, возможно, также усиливает непроницаемость. В семенной оболочке отдельных растений, например льна, накапливаются слизи. При контакте с водой слизи оболочки набухают и семена становятся клейкими, что способствует удержанию семян на почве и исключает их смывание и унос дождем или ветром. Набухший слой слизи непроницаем для кислорода, и осенью в условиях избыточной влажности препятствует поступлению кислорода к зародышу, задерживая прорастание до наступления более благоприятных условий.

Если у зрелых семян плодовая оболочка не разрушается при созревании и уборке, то семенная оболочка имеет строение, подобное строению основной ткани — зародыша или эндосперма. Например, у подсолнечника семенная оболочка представляет собой тонкую пленку, состоящую из внешней (бахромчатой) ткани и внутренней (эпидермиса). Если у семян после созревания плодовые оболочки не сохраняются, то семенная оболочка у них, как правило, прочная, а строение тканей, составляющих ее, аналогично тканям плодовой оболочки. В отдельных случаях семенная оболочка может срастаться с маслосодержащими тканями ядра (например, у льна), и даже при разрушении семян эта связь сохраняется. Чаще семенная оболочка только соприкасается с ядром (у сои, горчицы, хлопчатника, клещевины).

Большинство перерабатываемых масличных семян имеет сухую семенную оболочку. Семена с сочными покровами чаще встречаются у более эволюционно древних растений.

ЗАРОДЫШ

Зародыш семени состоит из находящихся в зачаточном состоянии корешка, стебелька (подсемядольного колена), почечки и первых листьев, называемых семядолями. Часто корешок, подсемядольное колено и почечку называют корешком-почечкой.

Важнейшие ткани корешка-почечки включают внешние ткани — эпидермис, запасающую ткань, сердцевину, прокамбиальные тяжи, представляющие собой проводящую и механическую ткань.

Основная ткань и сердцевина состоят из коротких цилиндрических клеток. Как правило, эти ткани зародыша более устойчивы к механическим воздействиям при измельчении семян в процессе технологической обработки.

Семядоли состоят главным образом из тканей двух видов — покровной (наружный и внутренний эпидермис) и основной (губчатая и палисадная). В толще семядоли находятся проводящие и механические ткани, из которых образуются жилки листа. Наружные ткани зародыша однорядные, их защитные функции проявляются незначительно. Основная ткань многорядная и состоит из клеток, несколько вытянутых в радиальном направлении.

Корешок-почечка расположен обычно у острого конца семени между семядолями.

У зародыша семян разных масличных культур сохраняется однотипный план строения, но по степени развития, размерам и строению составляющих частей, прежде всего семядолей, обнаруживаются различия. Так, у семян без эндосперма, например у подсолнечника, семядоли толстые, мясистые, так как все запасные липиды и белки сконцентрированы в семядолях. У хлопчатника семядоли тонкие, но зато площадь их сравнительно больше, так как они свернуты в несколько несрастающихся рядов. У семян с хорошо развитым эндоспермом, например у клещевины, семядоли состоят из двух тонких листочков, разделенных воздушной полостью.

ЭНДОСПЕРМ

Эндосперм состоит из ткани, аналогичной по строению основной ткани зародыша. У семян без эндосперма этой ткани практически нет, она представлена одним или двумя рядами клеток, частично сросшимися с семенной оболочкой.

У семян хлопчатника эндосперм представляет собой ткань, заполняющую складки свернутых семядолей, которая состоит из нескольких рядов клеток в зависимости от глубины складок и образует выравнивающий слой. У семян промежуточного типа (льна) объем эндосперма равен объему зародыша.

У семян с развитым эндоспермом (клещевины) эндосперм — это основная запасающая ткань, которая занимает почти все свободное пространство внутри семенной оболочки.

Источник

Строение семян растений

Понятие о строение семян предполагает усвоение понятие об органах растений вообще. У растений, как и у животных, тоже есть органы, но не у всех. Тело водорослей не расчленено на листостебельные побеги и корни, оно представлено слоевищем (талломом) и не имеет сложного тканевого строения. Существуют «неклеточные» водоросли – каулерпа, ботридиум, представляющие собой эволюционную тупиковую ветвь. Их тело, по сути, состоит из одной многоядерной клетки. Колониальные – педиаструм, эудорина, вольвокс. У многоклеточных водорослей число специализированных клеток – от 2 до 10. У мхов появляются листья и стебли. У папоротникообразных и семенных растений тело разделено на вегетативные органы – листостебельные побеги и корни, построенные из различных тканей.

Появление органов у растений в процессе эволюции

Органы и ткани в процессе исторического развития появлялись у растений постепенно. Ископаемые остатки древних наземных растений риниофитов были найдены в 1913 году в Шотландии, а позднее и в других местах. Риния – небольшое травянистое растение. Её органы ветвились дихотомически и имели верхушечное (апекальное) нарастание. Одни из этих органов простирались на поверхности влажной почвы и поглощали воду волосковидными выростами – ризоидами; другие росли вертикально и некоторые из них заканчивались спорангиями.
Риния ещё сохраняла сходство с водорослеобразными предками. У неё не было ни листьев, ни стеблей, ни корней, ни почек. Цилиндрический осевой орган риниевых получил особое название – телома. Телом имел внутреннее строение, вполне характерное для сухопутных растений. Он был покрыт эпидермой с типичными устьицами. В центре имелись проводящие ткани, а между ними и эпидермой залегала хлорофиллоносная ткань.

Идею существования основных органов растений и их видоизменений впервые отчётливо сформулировал в конце 18 века великий поэт и философ, один из основателей научной морфологии растений – И. В. Гёте.

Основными вегетативными органами растений считаются только два из них – побег и корень. Побег (а не стебель и лист по отдельности) считают основным органом. Высшие (устаревший термин) растения делятся на споровые и семенные. В настоящее время на Земле доминируют семенные растения, их насчитывается около 400 000 видов. Семя – прогрессивное эволюционное приобретение растений. Оно защищает зародыш и обеспечивает его питанием. Семена помогают расселению растений, способствуют периоду их покоя для пережидания неблагоприятных условий.

Общая характеристика семени

После оплодотворения у семенных растений большая часть питательных веществ направляется к завязи, там идёт формирование семян, а у покрытосеменных и плода. Семя образуется из семязачатка (видоизменённый женский спорангий). Из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки – эндосперм, из интегументов – семенная кожура. В обычном понимании семя не является органом, так как в нём объединяются структуры двух (у голосеменных – трёх) разных поколений жизненного цикла. Правильнее называть его зачатком растения. А все остальные, кроме зародыша части семени можно считать вспомогательными, добавочными структурами. Из зародыша развивается спорофит голосеменных и цветковых растений.

Размер и масса семян у разных видов растений очень сильно различается. Самые крупные семена у сейшельской пальмы. Их длина 30-45 см, масса достигает 20 кг, что в 30 млн. раз больше, чем у берёзы. У заразиховых и орхидных семя весит тысячные доли миллиграмм. Масса 50 тыс. семян венерина башмачка составляет всего 0,1 г. Семя сейшельской пальмы созревает в течение 7-10 лет, вырастает за 1-1,5 года, а потом ещё в течение 3-5 лет молодое растение получает из него питательные вещества. У небольших семян и зародыш очень маленький, в нём мало запасных питательных веществ. Поэтому семенам орхидеи для прорастания требуются идеальные условия, ведь они очень быстро теряют всхожесть.

Если подсушенные семена хранить в герметичной упаковке, при температуре, близкой к абсолютному нулю, они сохраняют свою жизнедеятельность практически до бесконечности. В 1954 году археологи нашли в канадской тундре семена люпина арктического, которые находились в замёрзшем иле более 10 тыс. лет. В 1966 году благодаря созданным благоприятным условиям несколько из этих семян проросли. Также удалось прорастить семена лотоса, найденные в Манчжурии, пролежавшие в торфянике более 1000 лет.

Чаще всего семена имеют округлую или вытянутую форму. Их поверхность может быть гладкой, реже с шипиками, волосками, рёбрами, сосочками. Это своеобразные приспособления к распространению.

В семени содержатся вещества, необходимые для прорастания будущего растения:

вода – 10-15%;
минеральные соли – 1,5 — 5% от сухой массы;
органические вещества. Например, семена гороха содержат белок – 1/3 от сухой массы, зерновки пшеницы – крахмал – более 50% сухой массы, подсолнечник – растительные масла – более 50%.

Строение семян растений и их функции

Семя – это основной орган расселения и полового размножения голосеменных и покрытосеменных растений. У покрытосеменных они заключены в одно- или многосемянный плод. В типичном случае семя состоит из:

зародыша (2n);
запасной питательной ткани – эндосперма (3n – у покрытосеменных, но у кувшинки – 2n, у других может иметь до 15n, 1n – у голосеменных);
семенной кожуры.

Семенная кожура:

обычно многослойна;
функция – защита зародыша от механических повреждений, микроорганизмов, высыхания, преждевременного прорастания;
может способствовать распространению семян (волоски у ивы, тополя; мясистые придатки на кожуре копытня, бересклета);
у невскрывающихся плодов с непроницаемым околоплодником кожура тонкая (вишня, подсолнечник);
у вскрывающихся плодов с тонким околоплодником кожура толстая (хлопчатник). От этого правила часто бывают отклонения (виноград);
на первых этапах прорастания клетки семенной кожуры могут ослизняться, что способствует прикреплению к почве (у льна);
семенная кожура имеет небольшое отверстие – микропиле:
- место проникновения первых порций воды,
- место появления корешка при прорастании;
на кожуре семян из многосенянных плодов виден рубчик – место прикрепления семени к семяножке. На рубчике заметен след от проводящего пучка.

Задание для практической работы

Возьмите семена выше упомянутых растений: льна, винограда, хлопчатника, подсолнечника, вишни, ивы, тополя, бересклета или др.
Сравните их кожуру по толщине.
Посчитайте количество её слоёв.
Найдите микропиле.
Создайте свою классификацию семян, выбрав критерии, например: вскрывающиеся и невскрывающиеся.

Рис. 4. Расположение частей в семенах

Эндосперм (запасная питательная ткань семени):

у зрелого семени состоит из крупных клеток запасающей ткани;
делится на:
- мучнистый (с преобладанием зёрен крахмала),
- маслянистый (с отложениями жирных масел);
белки эндосперма откладываются в виде алейроновых зёрен, у злаков в алейроновом слое (наружный слой эндосперма);
эндосперм может быть твёрдым, каменистым, например, у финиковой пальмы;
при набухании семян вещества эндосперма гидролизуются под действием ферментов и поглощаются зародышем. После чего клетки эндосперма разрушаются.

Зародыш семени имеет:

зародышевый стебелёк. На верхушке которого находится точка роста побега (меристема) и семядоли (зародышевые листья);
если на апексе уже заложены зачатки листьев побега, то говорят о почечке зародыша;
семядольные листья (семядоли: у однодольных – 1, у двудольных – 2, у хвойных – несколько);
часть оси, занятая основаниями семядолей – семядольный узел, ниже него – гипокотель (подсемядольное колено, переходная зона между стеблем и корнем);
зародышевый корешок, имеющий меристематический конус нарастания, покрытый корневым чехликом.

Рис. 5. Строение семян однодольных и двудольных растений

Соотношение между зародышем и эндоспермом

Зародыш может быть очень маленьким, а эндосперм способен занимать больший объём семени (у пальм, магнолиевых, лилейных). Ко времени созревания семени зародыш разрастается и поглощает эндосперм. Зрелое семя состоит из зародыша и небольшого слоя эндосперма под кожурой (миндаль, яблоня), либо зародыша и семенной кожуры (тыквенные, бобовые, сложноцветные). Из 250 семейств цветковых растений 85% имеют более или менее выраженный эндосперм, 15% семян не имеют эндосперма.

Типы семян

Семена с эндоспермом. У двудольных семядоли зрелого семени часто маленькие, но они значительно увеличиваются перед прорастанием, поглощая вещества эндосперма. Такое строение семян имеют: гречиха, сирень, клещевина, липа, виноград, хурма, мак, томат, пион, паслёновые, злаки, зонтичные. К этому типу относится большинство семян однодольных:
- у злаковых зародыш в плоде-зерновке прилежит к эндосперму только одной стороной, а не окружён им со всех сторон.
- семядоля злаков – плоский щиток. Его поверхностный слой – сильно специализированные клетки с всасывающей функцией.
- почечка зародыша сильно развита, имеет 2-3 и более листовых зачатка. Наружный колпачковидный лист – колеоптиль («колеос» — ножны, «птилос» — пёрышко);
- зародышевых корешков может быть несколько, они окружены многослойным чехлом – колеоризой.
Семена с эндоспермом и периспермом. Из нуцеллюса семязачатка образуется дополнительная запасающая ткань – перисперм. Она находится обычно сразу под семенной кожурой. Функционально перисперм аналог, но не гомолог эндосперма. Примеры: кувшинка, чёрный перец, кубышка, имбирные, банановые.
Семена без эндосперма, с периспермом. Иногда эндосперм в зрелом семени поглощается полностью, остаётся один перисперм. Подобное строение семян у: куколя, звездчатки, лебеды, свёклы.
Семена без эндосперма и перисперма. Под плотной кожурой сразу находится зародыш с плоскими семядолями. Эндосперм был «съеден» в процессе созревания семени. Запасные питательные вещества откладываются непосредственно в зародыше, в его семядолях. На семядолях часто видно зачаточное жилкование. Примеры: тыквенные, бобовые, розоцветные, сложноцветные, дуб, крестоцветные, лещина, цитрусовые.

Строение семян голосеменных растений

Семя голосеменных растений непокрыто, развивается на поверхности семенной чешуи. Это многоклеточная структура, в состав которой входят: запасающая ткань – эндосперм, зародыш и семенная кожура. Эндосперм, образующийся из ткани женского гаметофита, исходно гаплоидный, но может становиться полиплоидным. У гингко и саговников наружный слой семенной кожуры (саркотеста) мясистый и мягкий, средний слой (склеротеста) твёрдый, внутренний (эндотеста) к моменту созревания семени плёнчатый. У подокарпуса, можжевельника и тиса семена окружены мясистым присемянником – изменённой чешуёй женской шишки.

Строение семян покрытосеменных (цветковых) растений

Эндосперм покрытосеменных растений чаще триплоидный, реже более – до 15n, у кувшинки он диплоидный. У цветковых в семени кроме эндосперма может присутствовать другая запасающая ткань – перисперм, она также может быть единственной при отсутствии первого. Семядолей в зародыше может быть 1 или 2.

Исследуйте семена разных растений. Найдите у них зародыш и его части, эндосперм. Для рассматривания некоторых семян понадобится лупа. Лучше всего видно части семени у размоченной и набухшей фасоли, кукурузы и пшеницы.

Интересные факты про семя

У многих пальм и лилейных зародыш сильно увеличивается перед прорастанием.
Существуют семена с недоразвитым и редуцированным зародышем.
У паразитических цветковых зародыш выходит из семени рано. Его органы закладываются после прикрепления к хозяину (повиликовые, заразиховые).

Вам будет интересно

Строение растений очень разнообразно и отличаются даже в пределах одного вида. Древнейшие представители флоры, многие…

В ботанике листья – это вегетативные органы, части побега сосудистых растений. В норме они развиваются…

Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им…

Ботаника — это комплексный раздел биологии, изучающий растения. Как наука она появилась на базе практических…

Корни появляются у растения в первую очередь. Они закрепляют проросток в почве, снабжают его водой…

Источник