Как образуются и устроены семена: процесс образования, особенности строения, специфика классификации
После того как произошло двойное оплодотворение, из семенного зачатка образуются семена. Семя состоит из зародышевого мешка и питательных веществ. У семян есть специальная защита в виде семенной кожуры, которая оберегает их от механических повреждений.
Деление ядер происходит в цитоплазме зародышевого мешка. Осуществляется образование множества клеток и, соответственно, формирование многоклеточного организма, который называется эндоспермом. В клетках эндосперма находятся питательные вещества, которые заполняют весь зародышевый мешок.
Развитие зародыша происходит из оплодотворенной яйцеклетки. Вторичное ядро зародышевого мешка служит основной для развития эндосперма. Эндосперм — питание для зародыша.
Как образуется зародыш растения
Первое митотическое деление эндосперма образует два ядра. Первое ядро располагается на микропилярном полюсе недалеко от зиготы, а второе — мигрирует в область халазы (халазальный полюс).
Деление эндосперма в этих двух точках не одновременное. В микропилярной зоне деление более интенсивное, чем в халазной зоне. Все потому, что ядра в микропилярной зоне более мелкие, чем в халазной зоне. Еще одна причина различий в темпах деления — в способе деления. В микропиялрной зоне ядра делятся с помощью митоза, а в халазной — с помощью митоза и амитоза.
Развитие зародыша начинается с митоза. В конце телофазы в процессе деления ядра происходит закладка горизонтальной перегородки, в результате чего образуются 2 клетки: базальная (из нее формируется подвесок) и апикальная (из нее формируется сам зародыш).
Клетки подвеска выполняют трофическую функцию и формируют гаусторию: они внедряются в ткань нуцеллуса и берут оттуда питательные вещества, с помощью которых формируют зародыш. Кроме того, функция подвеска — продвижение зародыша в центр зародышевого мешка к ядрам эндосперма.
Особенности строения семени
Семя развивается из семяпочки. Постепенно оно разрастается, формируются другие составные части семени. Зрелое семя включает:
Непосредственно в зародыше есть зародышевый корешок, зародышевый стебелек и почка с листочками.
В некоторых случаях кожура семени образует волоски, шипы, крылья, хохолки.
Семя также включает перисперм и эндосперм.
Перисперм — запасающая диплоидная ткань семени, которая служит для скапливания питательных веществ.
Перисперм появляется из нуцеллуса.
Эндосперм — крупноклеточная запасающая ткань, которая является главным источником питания для зародыша в развитии.
С помощью эндосперма зародыш получает необходимые вещества. Эндосперм также выполняет функцию резервуара для хранения питательных веществ.
Специфика классификации семян
Семена делятся на мучнистые и масличные на основании отложения и состава питательных веществ и наличию питательной ткани.
Мучнистые — семена, в которых больше таких питательных веществ как белок и крахмал.
Масличные — семена, состоящие из полу-клетчатки.
Также семена делят по такому критерию как локализация питательных веществ. Помимо эндосперма, питательные вещества могут накапливаться и в других местах.
- семена с эндоспермом;
- семена с периспермом;
- семена с эндоспермом и периспермом;
- семена без эндосперма и перисперма.
Эндоспермные семена включают три компонента: сам эндосперм, зародыш и кожуру.
Эндоспермные семена встречаются у двудольных и односемядольных растений.
Эндосперм в периспермных семенах тратится на формирование зародыша. Такой тип семени можно обнаружить, к примеру, у гвоздичных. Эндопериспермные семена — довольно редкое явление: они состоят из зародыша, эндосперма и периспермия.
Пример эндопериспермных семян — лотос и мускатный орех.
Если эндосперма и перисперма нет, то семя включает только зародыш: он занимает все пространство в зародышевом мешке. Питательные вещества размещаются в семядолях зародыша. Семя состоит из зародыша и семенной кожуры.
Пример семян без эндосперма и перисперма — тыквенные, бобовые, розоцветные, буковые, ореховые и др.
Источник
4. Строение семян
При помощи семян размножаются все цветковые растения. Семя содержит всё необходимое для роста нового растения.
Главная часть семени — зародыш , который является зачатком нового растения. Чтобы зародыш мог развиваться, в семени находится запас питательных веществ. Семя снаружи покрывает семенная кожура .
Зародыш — зачаток будущего растения. В его состав входят зародышевый корешок и зародышевый стебелёк с зародышевой почечкой . К стебельку прикреплены семядоли .
Зародышевый корешок — зачаток нового корня. При прорастании семени он развивается первым, разрывает кожуру семени и закрепляется в почве.
Зародышевый стебелёк — зачаток нового стебля. Он расположен между зародышевой почечкой и зародышевым корешком.
Семядоли — это первые листья зародыша. По числу семядолей в семени все цветковые растения разделяют на два класса: однодольные и двудольные.
Двудольные составляют очень большую группу растений. Например, огурцы, тыквы, горох, фасоль, яблоня, маргаритки являются двудольными.
Питательные вещества могут быть отделены от зародыша и находиться в особой запасающей ткани, которая называется эндосперм ; или могут находиться в его семядолях.
Попробуй обнаружить зародыш, находящийся в семени фасоли. Если у размоченной фасоли снять семенную кожуру, то семя легко разделяется на две части и можно увидеть зародыш.
Источник
Семя и его строение
Вы, вероятно, помните, что только семенные растения образуют семена. Давайте же узнаем, что такое семя, из чего оно состоит и зачем нужно растениям.
Значение семян в жизни растений
Семя – это такое маленькое зачаточное растение (зародыш, эмбрион) в защитных оболочках. Оно содержит питательные вещества и, иногда, приспособления, которые помогают зародышу расселиться.
Семя – сложная структура семенных растений, которая выполняет функции размножения и расселения.
В зависимости от вида растения, семена могут выглядеть очень по-разному.
Например, семена подсолнечника. Мы их называем просто семечками. Они состоят из:
- плодовой оболочки (лузги) – твердая и невкусная часть семечек,
- семени (ядра) – вкусная часть семечка,
- семенной оболочки – тонкая пленка на семени,
- зародыша подсолнуха внутри семени.
Если семечко подсолнуха попадет не в рот, а на землю, и совпадет ряд условий (качество почвы, температура, количество воды и др.), то из ее острого носика начнет прорастать корешок.
Он пробивает плодовую оболочку и укрепляется в почве. А затем появляется тонкий небольшой побег с листьями. На этой стадии растение называется проростком.
Пока зародыш не превратился в проросток, плодовая оболочка защищает его от неблагоприятных условий внешней среды и повреждений. Правда, она бессильна против наших зубов.
Проросток – растение на одной из начальных стадий своего развития, которое прорастает из семени.
Возьмите десяток сырых необжаренных семечек (можно очищенных). Положите их в воду. Через день-два у некоторых из них появятся корешки.
Посадите такие семечки в горшок. Полейте и поставьте в теплое солнечное место. Еще через день-два они начнут прорастать.
Проросток состоит из главного корня и главного побега. Затем у него развивается корневая система. А на главном побеге (стебле) образуются новые побеги, почки и листья.
Если это цветковое растение, то со временем у него развиваются цветки и плоды с новыми семенами.
Зрелые семена расселяются. И из них снова появляются новые растения.
Таким образом, главные функции семян – это размножение и расселение. А также – защита зародыша. И обеспечение его питательными веществами, которые нужны для роста на первых этапах жизни.
Семена бывают разных размеров. Самые крупные – у сейшельской пальмы. Они весят до 18 кг, а в длину бывают до 30 см.
Самые маленькие – у некоторых видов орхидей. Они могут быть в длину всего 85 микрометров. То есть почти в 12 раз меньше миллиметра! Для человеческого глаза они выглядят просто как мелкая пыль.
Строение семян
Семена большинства растений состоят из кожуры, эндосперма и зародыша.
Кожура укрывает и защищает семена. Эндосперм содержит питательные вещества.
А зародыш – это эмбрион растения. Он растет и, в конце концов, вырывается из своей оболочки (кожуры), превращаясь в проросток.
Давайте посмотрим на эти элементы внимательнее.
Кожура
Кожура – плотный покров, который укрывает семена. Он защищает их от чрезмерной потери влаги, от повреждений, от болезнетворных организмов и др.
Кожура – это защитный покров семени.
Она может быть тонкой (у семян помидора, тыквы, фасоли) или толстой деревянистой (у винограда, сливы, вишни).
В том месте, которым кожура прикреплялась к плоду, образуется небольшой рубец – рубчик. Он, как правило, хорошо заметен. Например, у бобовых (фасоль, горох) – это пятнышко более светлого цвета, чем кожура.
Рядом с рубчиком у семени есть небольшое отверстие – семявход. Через него к зародышу поступает вода и воздух.
На кожуре могут быть и другие образования, облегчающие расселение. Или структуры, которые привлекают насекомых.
У фиалки, хохлатки и некоторых других растений на семени образуется вырост, который очень нравится муравьям. Насекомые хватают семена и относят их в свой муравейник. Так растение расселяется.
Зародыш
Зародыш вы можете увидеть, если аккуратно разделите пополам арахис или семена яблони, фасоли. Он, по большей части, состоит из образовательной ткани.
Зародыш – это часть семени, из которой развивается проросток.
Главные части зародыша – это:
- зародышевый корешок – из него будет развиваться главный корень;
- зародышевый стебелек – он первым появляется из-под земли и вытягивает оттуда зародышевые листья и почечку;
- зародышевая верхушечная почечка – из нее потом будет развиваться главный побег;
- зародышевые листья / семядоли – у однодольных растений зародыш имеет только одну семядолю, у двудольных – две, у голосеменных – до 18.
Однодольные – растения с одной семядолей. Двудольные – с двумя.
Зародышевые стебелек, листья и почечка все вместе образуют зародышевый побег.
Но не у всех растений зародыш имеет такое строение. И выраженных частей у него может не быть (например, у некоторых орхидей, пальм).
Также есть несколько видов растений, у которых семядолей не одна-две, а три-четыре (дегенерия с островов Фиджи).
Семядоли – не совсем листья. Настоящие листья появляются у растения чуть позже, уже после прорастания.
Семядоли могут быть очень крупными и мясистыми, содержать питательные вещества, как у фасоли. При этом эндосперма в ее семенах нет.
А у однодольных (к примеру, кукурузы) семядоля может принимать форму пластины – щитка, который служит для поглощения питательных веществ из эндосперма.
Эндосперм
Эндосперм – это слово происходит от греческих слов эндон – «внутри» и сперма – «семя».
Так называется специальная ткань, в которой во время созревания семени откладываются питательные вещества (крахмал, белки, растительные жиры).
В семенах каких растений содержится большое количество жиров? белков? крахмала?
Большое количество жиров содержится в семенах, которые называют масличными. Это, например, семена кунжута, подсолнуха, тыквы, льна, горчицы, рапса, арахиса, сои.
Много белков в белковых семенах: конопли, тыквы, гороха, фасоли, чечевицы, люпина, горчицы, подсолнуха, кунжута, тмина, льна, сельдерея, мака, аниса, чиа.
А вот крахмалистыми семенами (в которых много крахмала) можно назвать семена кукурузы, риса, пшеницы, каштана, акации, дуба.
Эндосперм – это ткань в семени, которая запасает питательные вещества.
Пока семя находится на материнском растении, эндосперм переносит из него питательные вещества к зародышу. Семя же при этом увеличивается в размере.
А когда семя отрывается от материнского растения, эндосперм питает зародыш. Он также содержит гормоны и другие вещества, которые стимулируют рост.
Эндосперм еще называют запасающей (или питательной) тканью.
Но не у всех растений эндосперм развит в одинаковой мере. У некоторых двудольных он развит очень слабо или совсем отсутствует (бобовые, крестоцветные, дуб, клен, др.).
В этом случае питательные вещества запасаются в семядолях зародыша. А сами зародыши крупные и хорошо заметные (как у фасоли).
У злаковых же (пшеница), пасленовых (томат), зонтичных (укроп) эндосперм очень мощный. А вот зародыш, наоборот, совсем маленький.
Источник