Семя
Семя — орган размножения и расселения семенных растений. Оно защищает зародыш, содержит запас питательных веществ и при подходящих условиях даёт начало новому растению; образование семени связано с семеобразованием.
Что такое семя
Семя — это видоизменённая семяпочка, которая развивается после оплодотворения и содержит зародыш, запас питательных веществ и покровы. Семя формируется у покрытосеменных и голосеменных растений.
Основная биологическая роль семени — обеспечить появление нового растения и сохранить его зародыш в период покоя. Семена могут долго переносить неблагоприятные условия: холод, засуху или недостаток света. После попадания в подходящую среду семя начинает прорастать.
У цветковых растений семена обычно находятся внутри плода. Поэтому плод одновременно защищает семена и помогает их распространению. У голосеменных семена лежат открыто на чешуях шишек; особенности таких растений рассматриваются на странице голосеменных растений.
Строение семени
В типичном семени различают семенную кожуру, запас питательных веществ и зародыш. У некоторых растений запас находится в семядолях зародыша, у других — в особой ткани, эндосперме.
- Семенная кожура — наружный покров семени. Она защищает его от механических повреждений, высыхания и проникновения микроорганизмов.
- Зародыш — зачаток будущего растения. В нём есть зародышевый корешок, зародышевый побег, почечка и семядоли.
- Семядоли — первые листочки зародыша. Они могут запасать питательные вещества и при прорастании иногда выносятся на поверхность почвы.
- Эндосперм — ткань с запасом питательных веществ у многих семян. Она особенно важна для зародыша на ранних этапах прорастания.
- Микропиле, или семявход, — небольшое отверстие в покровах семени, через которое при набухании поступает вода.
Зародыш — часть семени, из которой развивается новое растение. Зародышевый корешок образует главный корень, а зародышевый побег — стебель и листья.
По числу семядолей цветковые растения делят на однодольные и двудольные. У однодольных одна семядоля, у двудольных — две. У фасоли запас пищи находится главным образом в двух крупных семядолях, а у зерновки пшеницы значительная часть запаса расположена в эндосперме.
Запас питательных веществ
До появления зелёных листьев проросток не может самостоятельно производить органические вещества фотосинтезом. Поэтому он использует запас семени. В нём могут находиться углеводы, белки, жиры, минеральные соли и вода.
| Вещество | Роль в прорастании | Пример источника |
|---|---|---|
| Крахмал и другие углеводы | Дают энергию и материал для роста клеток | Зерновка злаков |
| Белки | Используются для построения клеток и ферментов | Бобовые семена |
| Жиры | Содержат много энергии в небольшом объёме | Семена подсолнечника |
| Минеральные соли | Нужны для обмена веществ и роста | Запасные ткани семени |
Во время прорастания ферменты расщепляют сложные запасные вещества на более простые и растворимые. Например, крахмал превращается в сахара, белки — в аминокислоты, жиры — в глицерин и жирные кислоты. Эти вещества поступают к клеткам зародыша и используются для дыхания и построения новых тканей.
Чем крупнее запас питательных веществ, тем дольше проросток может расти до начала самостоятельного фотосинтеза. Но запас не заменяет воду, кислород и подходящую температуру.
Какая часть семени непосредственно развивается в корень нового растения?
Условия прорастания
Прорастание семян начинается, когда семя получает необходимые условия. Основные условия — вода, кислород и подходящая температура. Для семян разных растений конкретные значения температуры различаются.
- Вода. Семя набухает, его покровы становятся более проницаемыми, активируются ферменты. Без воды обмен веществ и рост зародыша практически прекращаются.
- Кислород. Он нужен для дыхания клеток. При дыхании энергия запасных веществ становится доступной для роста.
- Подходящая температура. Ферменты работают только в определённом диапазоне температур. При слишком низкой температуре реакции замедляются, при слишком высокой белки-ферменты могут разрушаться.
- Живой зародыш. Даже при благоприятных условиях повреждённое или погибшее семя не прорастёт.
Свет не является обязательным условием прорастания большинства культурных растений: семя часто прорастает в почве, где света нет. Однако некоторым видам свет или темнота необходимы как особый сигнал. Свет становится особенно важен после появления зелёных листьев, когда начинается фотосинтез.
Нельзя считать, что семенам для прорастания обязательно нужны свет и почва. Большинству семян необходимы вода, кислород и подходящая температура, а почва нужна не всегда: семя может прорасти на влажной ткани. Свет требуется главным образом проростку для фотосинтеза.
Разобранный пример
В три стакана положили одинаковые семена. В первом семена находятся на влажной вате при комнатной температуре и имеют доступ к воздуху. Во втором они полностью залиты водой. В третьем они лежат на сухой вате. Какие семена прорастут и почему?
Ответ Решение
Прорастут семена в первом стакане, потому что одновременно выполняются все основные условия. Во втором стакане избыток воды мешает дыханию: семена могут загнить. В третьем стакане прорастания не будет из-за недостатка воды.
При прорастании первым обычно появляется корешок: он закрепляет растение в почве и начинает поглощать воду и минеральные соли. Затем развивается побег. После образования зелёных листьев проросток постепенно переходит от питания запасами семени к самостоятельному фотосинтезу.
Сначала составьте таблицу «условие — есть или нет». Затем проверьте три пункта: вода, кислород, температура. Если сравниваются семена, все остальные условия должны быть одинаковыми; изменяется только один фактор.
Связь семени с жизненным циклом растения
Семя возникает после оплодотворения, поэтому для понимания его образования полезно повторить опыление и оплодотворение у растений. После прорастания из семени формируется проросток, затем взрослое растение, которое образует цветки или шишки и новые семена. Так семя связывает поколения в жизненном цикле растения.
Распространение семян помогает растениям занимать новые территории и уменьшает конкуренцию между проростками и материнским растением. Семена могут переноситься ветром, водой, животными или человеком; подробнее это описано на странице распространения семян.
Быстрая проверка
Главное
- Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ; запас может находиться в семядолях или эндосперме.
- Зародыш включает зародышевый корешок, зародышевый побег и семядоли; из него развивается новое растение.
- Для прорастания обычно нужны вода, кислород, подходящая температура и живой зародыш.
- При прорастании ферменты расщепляют запасные вещества, а первым обычно появляется корешок.
- Свет большинству семян не обязателен, но он необходим проростку после появления зелёных листьев для фотосинтеза.