Общее строение растений зерновых культур

Строение зерна злаковых культур

Зерновка любого злака состоит из трех ос­новных частей: зародыша, эндосперма и оболо­чек (рис. 1). Они имеют разное строение и хи­мический состав, а также характеризуются различными физиологическими функциями.

Оболочки защищают зерновку от вредных воздействий — механических повреждений и попадания ядовитых веществ, особенно опас­ных для зародыша. Благодаря непроницаемос­ти оболочек для разнообразных органических и неорганических веществ зерно можно обраба­тывать ядохимикатами, чтобы уничтожить спо­ры грибов, вызывающих болезни растения.

Оболочки пропускают внугрь зерна воду и кис­лород, необходимые для прорастания зерна.

При повреждении оболочек открывается до­ступ микроорганизмов внутрь зерна и в резуль­тате снижается его стойкость при хранении.

Зерновка имеет две прочно сросшиеся меж­ду собой оболочки: верхнюю — плодовую и под ней — семенную.

Плодовая оболочка (перикарпий), развивающаяся из стенок завязи, состоит из трех слоев клеток: продольного, поперечного и трубчатого. Эти клетки крупные, толстостенные, одревеневшие, полые внутри (рис. 2). Продольный слой включает несколько рядов клеток, идущих вдоль глав­ной оси зерна. Этот слой слабо окрашен в соломенно-желтый цвет. На верхушке зерна пшеницы клетки продольного слоя образуют полые вы­росты — бородку. У твердой пшеницы бородка выражена слабо.

Клетки поперечного слоя расположены перпендикулярно к глав­ной оси зерна. Этот слой окрашен в более интенсивный желтый цвет. Поперечный и продольный слои плодовой оболочки соединены не­прочно, нередко между ними имеются разрывы или они полностью от­стают один от другого.

Трубчатый слой состоит из отдельных или соединенных между со­бой трубочек. Около зародыша этот слой сплошной, в других частях зерна встречаются лишь отдельные его клетки.

Рис. 2. Часть поперечного разреза зерна пшеницы

Следующая за плодовой — семенная оболочка также состоит из трех слоев — прозрачного водонепроницаемого слоя плотно сросшего­

ся со вторым ярко окрашенным пигментным слоем, и гиалинового со­вершенно прозрачного набухающего слоя. Первый и второй слои об­разованы удлиненными клетками с тонкими стенками. В среднем — пигментном слое семенной оболочки содержатся красящие вещества, придающие окраску зерну.

У пшеницы толщина плодовой и семенной оболочек колеблется от

В процессе переработки зерна в муку оболочки отделяют, получая при этом побочный продукт — отруби. В настоящее время отруби от­носят к высокоценному продукту, содержащему значительное коли­чество клетчатки, который можно использовать не только как корм скоту, но и в качестве добавок, повышающих пищевую ценность про­дукта за счет содержания пищевых волокон. Их используют в произ­водстве хлебобулочных изделий, мучных кондитерских изделий, а так­же в виде экструдированных продуктов.

Основная масса зерна заполнена эндоспермом (от лат. endo — внут­ри, sperma — семя). Эндосперм состоит из наружного алейронового слоя, образованного из толстостенных, крупных клеток, заполненных белковыми тельцами с вкраплениями капелек жира. Этот слой пред­ставлен одним (у пшеницы, ржи, овса, кукурузы, проса и др.) или не­сколькими (у ячменя) рядами клеток. Эта особенность может быть ис­пользована для обнаружения под микроскопом примеси ячменной муки в пшеничной или ржаной.

Собственно эндосперм представлен тонкостенными крупными клетками, часто неправильной формы, заполненных крахмалом и бел­ками (рис. 2). Белки как бы образуют сплошную матрицу, в которую нкраплены крахмальные гранулы разных размеров. В центре эндоспер­ма клетки крупные, тонкостенные. По мере удаления от центра размер клеток уменьшается, соответственно уменьшается доля крахмала, а ко­личество белка увеличивается. Белок может быть плотно прикреплен к крахмальным зернам (так называемый прикрепленный белок) и не удаляться с них при интенсивной технической обработке. Другая часть белка легко отделяется, это так называемый промежуточный белок.

Со стороны спинки к эндосперму прилегает зародыш — зачаток бу­дущего растения. Он состоит из почечки, зачаточного корешка и щит­ка (рис. 1). Щиток плотно прилегает к эндосперму и служит органом, через который питательные вещества эндосперма при прорастании зерновки поступают в зародыш. Зародыш содержит много сахаров, азотистых веществ, жира, витаминов и ферментов.

Зерно различных злаков состоит из одних и тех же анатомических частей и имеет сходный химический состав.

От количественного соотношения анатомических частей зерна, имеющих различную пищевую ценность, зависит выход сортовой муки и крупы. В табл. 1 приведены средние весовые соотношения час­тей зерна злаковых культур.

Весовое соотношение составных частей зерна различных культур, %

Плодовая и се­менная оболочки

Источник

1. Зерновые культуры Тема № 1

Морфологическая характеристика хлебов 1 группы. Строение зерновки, соцветия, растения. Морфологические признаки пшеницы, ржи, тритикале, ячменя и овса. Пленчатые и голозерные формы.

Тема № 2

Отличительные признаки мягкой и твердой пшеницы. Двурядный и многорядный ячмень.

Производство зерна является ключевой проблемой и основой всего сельскохозяйственного производства. К зерновым культурам относятся: пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, сорго, рис, гречиха. Все они, кроме гречихи, принадлежат к семейству Мятликовые (Роасеае) и имеют много общих морфологических признаков. Гречиха – представитель семейства Гречишные (Poligonaceae). По биологическим и морфологическим признакам зерновые культуры делятся на две группы: хлеба первой и второй групп.

1.1. Общая характеристика зерновых культур

Задание: 1) изучить и описать особенности анатомии и морфологии зерна всех зерновых культур (строение, размер, форму, плёнчатость, окраску, характер поверхности, наличие хохолка, консистенцию);

2) изучить морфологические и биологические различия между хлебами первой и второй групп;

3) изучить фазы роста и развития зерновых культур в сопоставлении с этапами органогенеза;

4) научиться отличать зерновые культуры по числу зародышевых корешков, окраске всходов, язычкам и ушкам, кустистости и высоте растений, наличию воскового налета на листьях и стеблях, по продолжительности фаз роста и развития растений, степени развития первичной и вторичной корневой системы.

Материалы и оборудование: наборы семян хлебов обеих групп в кюветках или чашечках, муляжи семян, продольный и поперечный срезы зерна (рисунок), герба­рий или живые растения, соцветия, пинцеты, разборные доски, увеличительные стекла (лупы).

Р а б о т а 1. Внешнее и анатомическое строение зерна

Зарисовать внешнее и анатомическое строение зерна.

Внешнее строение зерна Анатомическое строение зерна

Р а б о т а 2. Морфологические и биологические отличия хлебов первой и второй групп

Изучить морфологические и биологические отличия хлебов первой и второй групп. Заполнить табл. 1.1.

Источник

1.1 Общие особенности строения растений зерновых хлебов Корневая система

Жизненный цикл высшего растения или онтогенез у однолетних культур – развитие растения от семени до семени, у многолетних – от прорастания семени до отмирания растения.

Онтогенез состоит из роста и развития растения. Рост – увеличение размеров и массы растений. Развитие – качественные изменения структуры и функций отдельных органов растений в онтогенезе, переход растений из одного этапа органогенеза в другой, из одной фазы развития в другую.

Существуют несколько подходов к периодизации жизненного цикла растения.

— Периоды развития. Вегетативный период (у однолетних культур период от всходов до начала бутонизации, у многолетних – от начала весеннего отрастания до бутонизации, когда происходит рост корней, стеблей, листьев, интенсивное потребление питательных веществ, воды. Генеративный период (период от начала бутонизации до полной спелости семян, т.е. формирование репродуктивных органов – соцветий, цветов и органов размножения – плодов, семян).

— Стадии развития. Отражают приспособительные изменения растений к условиям существования в онтогенезе. Смена условий внешней среды, необходимых для индивидуального развития растений, характеризует основные различия стадий.

— Возрастные периоды. В течение их растения переходят от ювенильного состояния (юности) к зрелости и затем к старению и смерти.

— Фенологические фазы развития и роста, характеризующиеся чётко выражеными внешними изменениями у растений (фазы прорастания семян, появление всходов, роста стебля, цветения, образование и созревание плодов и семян) и другими признаками.

— Этапы органогенеза – последовательное образование и развитие отдельных органов развития в онтогенезе.

Все процессы, характеризующие разные периоды органогенеза, протекают синхронно и взаимосвязаны (табл. 1).

Таблица 1 — Взаимосвязь возрастных и органообразовательных процессов в онтогенезе однолетних растений

Источник