Прорастание семян
Прорастание семени — начало развития нового растения из зародыша. Чтобы семя проросло, ему обычно нужны вода, подходящая температура и кислород; свет требуется не всем семенам.
Что такое прорастание
Семя — это орган размножения и расселения семенных растений, внутри которого находятся зародыш и запас питательных веществ. Подробное строение семени разобрано на странице «Семя». Зародыш состоит из зародышевого корешка, зародышевого побега, семядолей и почечки. При благоприятных условиях он возобновляет рост.
Прорастание семени — переход семени из состояния покоя к росту, который начинается с поглощения воды и заканчивается появлением проростка над поверхностью субстрата или его формированием внутри семени.
Семя может некоторое время находиться в состоянии покоя. В этот период обмен веществ сильно замедлен, а влажность семени невелика. Покоящееся семя сохраняет жизнеспособность, но не образует новые органы. У некоторых растений покой связан не только с недостатком воды, но и с особенностями оболочки или составом веществ, тормозящих рост.
Для начала прорастания большинству семян необходимы вода, кислород и подходящая температура. Свет для самого начала прорастания обычно не обязателен, но может требоваться позднее для нормального развития проростка.
Условия прорастания
Вода размягчает семенную оболочку и запускает набухание. В клетках активируются ферменты, начинается превращение запасных органических веществ в растворимые соединения. Они используются зародышем для дыхания и роста. На странице «Условия прорастания семян» эти факторы рассматриваются подробнее.
Кислород нужен для дыхания. При дыхании органические вещества окисляются, и высвобождается энергия, необходимая для деления клеток и роста зародыша. Поэтому семена нельзя полностью заливать водой: в неподвижной воде быстро возникает недостаток кислорода, и семя может загнить.
Температура влияет на скорость ферментативных реакций. При слишком низкой температуре процессы идут медленно или прекращаются. При чрезмерно высокой температуре белки и ферменты повреждаются, а зародыш погибает. У каждого вида есть минимальная, оптимальная и максимальная температура прорастания.
Свет чаще не является обязательным условием начального этапа. Однако после появления зелёных частей растения свет нужен для фотосинтеза. Поэтому семена обычно заделывают в почву на небольшую глубину: там есть влага и воздух, а росток может быстро выйти к свету.
| Условие | Роль при прорастании | Что происходит при недостатке |
|---|---|---|
| Вода | Набухание, активация ферментов, перенос веществ | Рост не начинается, семя остаётся сухим |
| Кислород | Дыхание и получение энергии | Семя ослабевает, может загнить |
| Подходящая температура | Нормальная работа ферментов и деление клеток | Прорастание замедляется или прекращается |
| Свет | Обычно нужен после появления зелёных частей | Проросток не может нормально фотосинтезировать |
Последовательность прорастания
Прорастание проходит последовательно, хотя сроки отдельных этапов зависят от вида растения, зрелости семени и условий среды.
- Семя поглощает воду и набухает. Объём увеличивается, оболочка размягчается и иногда разрывается.
- В клетках зародыша активируются ферменты. Запасные вещества семядолей или эндосперма расщепляются и становятся доступными для растущего зародыша.
- Усиливается дыхание. Зародыш получает энергию, необходимую для деления и растяжения клеток.
- Первым обычно появляется зародышевый корешок. Он закрепляет растение в почве и начинает поглощать воду с растворёнными минеральными веществами.
- Затем растёт зародышевый побег. Он выносит почечку и семядоли к поверхности почвы или разворачивает их под землёй — в зависимости от типа прорастания.
- Формируется проросток: появляются корень, стебелёк и первые листья. После образования зелёных листьев постепенно усиливается фотосинтез.
Какой орган обычно появляется первым при прорастании семени?
Типы прорастания и питание проростка
При надземном прорастании семядоли выносятся над поверхностью почвы. Они могут некоторое время зеленеть, участвовать в фотосинтезе и отдавать проростку запасённые вещества. Так прорастают, например, семена фасоли.
При подземном прорастании семядоли остаются в почве. Они выполняют главным образом запасающую функцию, а над поверхностью появляются побег и первые листья. Такой тип характерен, например, для гороха. Независимо от типа прорастания первым обычно развивается корешок.
Питание на ранних этапах происходит за счёт запасов семени. Зелёный проросток не начинает сразу полностью зависеть от фотосинтеза: сначала ему требуется время для формирования листьев и достаточного количества хлорофилла. Поэтому повреждение семядолей или эндосперма может ослабить развитие растения.
Семена поместили в три сосуда: в первом — на влажную вату с доступом воздуха, во втором — на сухую вату, в третьем — полностью под воду. Через несколько дней проростки появились только в первом сосуде. Почему?
Ошибка 1: считать, что семенам всегда нужен свет. Для начала прорастания он обычно не обязателен. Ошибка 2: думать, что чем больше воды, тем лучше. Избыток воды уменьшает доступ кислорода. Ошибка 3: называть первым появившимся органом лист. Обычно сначала появляется зародышевый корешок. Ошибка 4: путать запас питательных веществ с минеральным питанием: в начале проросток использует запасы семени, а корень поглощает воду и минеральные соли.
Как решать задания о прорастании
В заданиях ОГЭ-9 часто требуется определить опыт, подтверждающий роль отдельного условия, установить порядок событий или объяснить, почему семя не проросло. Сначала найдите, какое условие изменено, а остальные условия мысленно оставьте одинаковыми. Затем свяжите наблюдение с этапом процесса: отсутствие воды нарушает набухание, отсутствие кислорода — дыхание, неподходящая температура — работу ферментов.
- Определите, есть ли у семени вода.
- Проверьте доступ воздуха, а не только наличие влаги.
- Уточните, подходит ли температура для данного растения.
- Восстановите порядок: набухание — активация ферментов — дыхание — корешок — побег — проросток.
- Отличайте условия прорастания от условий последующего фотосинтеза.
Быстрая проверка
Главное
- Прорастание начинается с поглощения воды и набухания семени.
- Основные условия — вода, кислород и подходящая температура; свет обычно необходим позднее.
- Запасные вещества семядолей или эндосперма обеспечивают питание зародыша на ранних этапах.
- Обычно первым появляется зародышевый корешок, затем растёт побег и формируется проросток.
- Избыток воды опасен: он уменьшает доступ кислорода и может привести к загниванию семени.