Внешнее и внутреннее строение семени фасоли

Разделы: Биология

В последнее время отмечается падение интереса учащихся к изучению естественнонаучных дисциплин. И это печально, поскольку именно они дают знания о Земле как о природном теле, формируют правильное восприятие окружающего мира и важны в формировании личности в целом. Конечно, использованием старых наглядных пособий, однообразных учебников, таблиц, схем не поднять интереса к этим предметам. Помочь здесь могут современные информационно-коммуникативные технологии (ИКТ), в частности компьютерные, используемые на различных стадиях учебного процесса.

Для повышения интереса учащихся к предмету я применяю разнообразные приёмы и методы, но сегодня, я хочу поделиться опытом использования электронного микроскопа Digital Blue, которым укомплектованы многие школы города Москвы.

В зависимости от количества микроскопов можно по-разному строить свою работу с учениками на уроке. Если есть в наличие 15 микроскопов, лучше заниматься в компьютерном классе или иметь ноутбуки. Тогда дети могут работать индивидуально, а результаты лучших работ можно показать на следующем уроке, используя функцию слайд шоу встроенную в программу микроскопа.

Если микроскоп в классе один, то необходимым условием его использования, при котором в работу будет вовлечён весь класс, является обязательное наличие компьютера и диапроектора.

На своих уроках я стараюсь как можно чаще использовать фотографии, сделанные с помощью Digital Blue. Так как у меня микроскоп один, то фотографии приходится делать заранее после уроков, готовить презентации, а затем работать с ними на уроке. Микроскоп очень помогает учителю при проведении лабораторных работ. Лабораторную работу нужно подготовить заранее, сфотографировать необходимые объекты, сделать подписи к рисункам, продумать и составить задания и вопросы для учащихся. По ходу работы учитель демонстрирует на экране что ученик должен найти и где искать данный элемент на своём объекте. В результате такой работы экономится время урока. Нет необходимости подходить к каждому ученику и объяснять индивидуально.

«Биология. Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники», 6 класс. Авт. Пономарёва И.Н. Корнилова О.А. Кучменко В.С. Издательство «Вентана — Граф»

Методическая разработка урока биологии в 6 классе

Тема: Семя. Внешнее и внутреннее строение семени.

Тип урока: Изучение нового материала.

Образовательная цель: Познакомить учащихся с особенностями строения семян однодольных и двудольных растений; сформировать представление о значении семян в жизни растений; продолжить формировать у учащихся навыки проведения лабораторных работ и умения работать с живыми биологическими объектами.

Развивающая цель: Создать условия для развития логического мышления через сравнение, обобщение, выделение главного; развития речевой деятельности и внимания.

Воспитательная цель: Создать условия для воспитания культуры общения.

Оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска, учебник, готовая презентация к уроку, проросшие семена фасоли или гороха, пинцеты, таблицы «Строение и прорастание семян фасоли», «Строение и прорастание семян пшеницы», гербарии фасоли и пшеницы, коллекция семян однодольных и двудольных растений, модель зерновки пшеницы

Ключевые термины и понятия: однодольные растения, двудольные растения, зародыш, щиток, эндосперм, семядоля, семенная кожура, рубчик, зародышевый корешок, зародышевый стебелёк, почечка, семявход.

Ход урока

I. Проверь себя

Какие утверждения верны, стр. 37 учебника

II. Объяснение нового материала.

Изучение внешнего и внутреннего строения семян.

1. Постановка цели урока и задач для достижения её

Новую тему можно начать с непривычного вопроса классу, можно ли искать сходство между рождением у животного и образованием семян у растений

(Ответ: сходство заключается в том, что и в том и в другом случае формируется новое миниатюрное поколение в недрах и под защитой предшествующего).

2. Актуализация знаний

— Какие растения называют семенными?

(Ответ: цветковые и хвойные.)

— Для чего цветковые и хвойные растения образуют семена?

(Ответ: они необходимы для размножения и расселения по Земле.)

— Где образуются семена у цветковых растений?

(Ответ: внутри плода.)

— Где образуются семена у хвойных растений?

— У всех ли цветковых растений образуется одинаковое количество семян внутри плода?

(Ответ: нет, в плодах может быть мало, много или одно семя.)

То есть плоды бывают односемянные, как слива, абрикос, персик и многосемянные, как пион, фасоль, горох, мак.

— У каких высших растений нет семян?

(Ответ: у мхов, хвощей, плаунов, папоротников.)

— При помощи чего они размножаются?

(Ответ: при помощи спор.)

На этом уроке мы начнём изучать семя. Для начала давайте попробуем дать определение, что такое семя? Семя представляет собой структуру, которая состоит из небольшого, но сформировавшегося растения и запаса питательных веществ на первое время обоснования на новом месте. Кроме того семя защищает это растение, которое называется зародыш семени, от неблагоприятных условий до приживания на новом месте и помогает сохраняться годами. То есть в неблагоприятных для растения условиях этот зародыш может долгое время пребывать в состоянии покоя, то есть семя не будет прорастать. Этим мы пользуемся, когда храним семена каких-либо растений по несколько лет. Но когда мы посадим наши семена, они попадут в благоприятные условия и прорастут.

Но семена растений бывают такими разными! Посмотрите, как выглядят семена гороха, фасоли. Какого они размера?

(Ответ: семена фасоли отличаются от семян гороха по окраске, форме, размерам.)

— А какие семена меньше по размерам, чем семена фасоли или гороха?

(Ответ: семена редиса, укропа, моркови, петрушки и др.) (слайд 2).

— А знаете ли вы совсем маленькие семена?

(Ответ: Вспомните о семенах мака. Мы вспоминаем о них, когда говорим о том, что сегодня ничего не ели. (Маковой росинки во рту не было.) Семена некоторых растений, например орхидеи Венерина башмачка, могут весить всего миллионные доли грамма. Вы себе представляете, что это за число? Кто может написать его на доске? (Кто-нибудь из учеников выходит к доске и пишет это число (0,000001). А семена некоторых растений могут весить до 25 килограмм, как, например, семена сейшельской пальмы (слайд 3). А ещё семена могут быть эталоном веса, например ювелирных изделий. О каких единицах измерения идёт речь? (О каратах. Карат – это стручок рожкового дерева семена которого служили мерой массы, а также мерой чистоты золота. Рожковое дерево относится к семейству бобовых, а его стручки содержат семена, которые обладают одним удивительным свойством – одинаковым весом, а именно – 200 миллиграммов. Именно из-за этих свойств в давние времена находчивые ювелиры и аптекари стали использовать семена рожкового дерева в качестве гирек.) (слайд 4)

А какой различной формы могут быть семена! (Учитель дополняет свой рассказ демонстрацией семян из коллекций). Некоторые семена имеют специальные крючочки, как семена череды и лопуха. Для чего им нужны эти крючочки? (Для того чтобы прицепиться к шерсти животных, одежде человека и переместиться на новые места обитания). А у некоторых растений на семенах есть пуховые выросты. У каких растений семена опушены? (Одуванчик, хлопчатник. Семена этих растений распространяются ветром). А семена некоторых растений имеют специальные крылышки, как, например, семена клёна и ясеня. Для чего нужны семенам эти крылышки. (Тоже для распространения с помощью ветра) (слайд 5).

Давайте рассмотрим семя фасоли. Оно больше всего подходит для наших целей благодаря своему размеру, а также тому, что оно вам всем хорошо знакомо.

3. Лабораторная работа №5 стр.43-44

А) «Внешнее строение семени фасоли или гороха».

Перед началом работы необходимо напомнить учащимся о правилах техники безопасности.

Цели: рассмотреть внешнее строение семени фасоли. Найти семенную кожуру, рубчик, семявход; продолжить формировать навык выполнения биологического рисунка. (Слайды в презентации с 6 по 8)

Оборудование: сухие и размоченные семена фасоли и гороха, лупа, препаровальная игла, пинцет.

• Рассмотрите семена невооружённым глазом и с помощью лупы. Найдите рубчик – место, которым семя прикреплялось к стенке плода. Рядом найдите семявход – отверстие, через которое в семя проникают вода и воздух (семявход лучше рассматривать через лупу). Найдите контуры зародышевого корешка, проступающие через семенную кожуру или сам корешок.
• Зарисуйте внешнее строение семени со стороны рубчика и подпишите его основные части.
• Какого цвета семена фасоли? Какая часть семени окрашена? Как вы считаете, имеет ли какое-нибудь биологическое значение окраска семенной кожуры семян фасоли?
• Попробуйте снять семенную кожуру с неразмоченного семени фасоли или гороха. Удалось ли вам это? Теперь возьмите намоченные семена фасоли и гороха, попробуйте снять семенную кожуру с них. Насколько легко вы это сделали?
• Сделайте вывод о функциях семенной кожуры, какие особенности семенной кожуры вы обнаружили и каково значение этих особенностей?

Но, несмотря на внешние различия, семена всех растений имеют сходство во внутреннем строении. Это сходство объясняется функциями семян. Внутри семени под кожурой находится зародыш нового растения. У одних растений зародыш крупный и его легко можно увидеть, сняв семенную кожуру. Например, у фасоли, гороха, дыни, яблока. Если снять семенную кожуру с семян этих растений, мы увидим, что семя распалось на две половинки, это две семядоли – будущие первые листья зародыша. Растения, семена которых имеют по две семядоли, называют двудольными.

Давайте рассмотрим внутреннее строение семени фасоли или гороха.

В)» Внутреннее строение семени фасоли или гороха».

Цели: показать особенности строения семян двудольных растений; продолжить формировать навык выполнения биологического рисунка. (Слайды в презентации с 9 по 13)

Оборудование: размоченные семена фасоли и гороха, лупы, пинцеты, препаровальные иглы.

• Возьмите размоченное семя фасоли. Аккуратно снимите семенную кожуру. Вы видите зародыш, состоящий из двух семядолей-первых зародышевых листьев. Сколько семядолей вы видите? Семядоли у семени фасоли и гороха такие массивные, потому что в них находится запас питательных веществ для будущего растения. Найдите зародышевый корешок и зародышевый стебелёк. Рассмотрите их с помощью лупы.
• Аккуратно раздвиньте семядоли. Найдите почечку, которая находится на верхушке зародышевого стебелька. Найдите зачаточные листья на почечке.
• Зарисуйте зародыш и обозначьте его части.
• Сделайте вывод о том, что зародыш обладает теми же вегетативными органами, что и взрослое растение, а также о принадлежности фасоли к двудольным растениям, докажите это.

Но не все двудольные растения имеют такое же строение. Например, семена перца или помидора имеют особую запасающую ткань – эндосперм (от греч. Слов «эндо» — внутри и «сперма» — семя). Он занимает большую часть семени и окружает тонкие семядоли. В семенах перца, помидора, баклажана, липы, моркови, фиалки, мака, сирени эндосперм занимает большую площадь семени, поэтому семядоли у этих семян не такие крупные. У подсолнечника, тыквы, дыни, дуба, гороха, фасоли, запасные вещества отложены прямо в семядолях, а эндосперм практически отсутствует. Семядоли у них крупные, мясистые, а поэтому хорошо заметные.

Мы познакомились с растениями, семя которых содержит две семядоли, но есть и такие, семена которые имеют одну семядолю. Растения, семена которых имеют одну семядолю, называют однодольными. К однодольным растениям относятся: рожь, пшеница, кукуруза, лук, ирис, ландыш, частуха.

Давайте рассмотрим строение семени однодольного растения на примере семени пшеницы. (По программе Пономарёвой эта часть лабораторной работы не выполняется, но для лучшего формирования понятий и наглядного представления, если есть возможность, то лучше эту часть работы выполнить).

С)» Строение семян однодольных растений».

Цели: показать особенности внешнего и внутреннего строения семян однодольных растений; сравнить строение семян однодольных и двудольных растений; продолжать формировать навык выполнения биологического рисунка (слайды с12 по 14).

Оборудование: «сухие и размоченные семена овса, постоянные препараты «продольный разрез семени овса», лупы, пинцеты препаровальные иглы

• Изучите и зарисуйте внешнее строение зерновки пшеницы. Какие общие черты во внешнем строении зерновки пшеницы и внешнем строении семени фасоли вы обнаружили?
• Попробуйте снять покров с семени пшеницы. Получилось ли у вас это? Почему?
• Рассмотрите внутреннее строение зерновки пшеницы (раздать уже заранее разрезанные семена)
• При помощи лупы рассмотрите препарат «продольный разрез зерновки пшеницы». Найдите на препарате и на разрезанной зерновке эндосперм (он занимает большую часть семени); найдите зародыш, рассмотрите зародышевый корешок, зародышевый стебелёк, почечку и семядолю (щиток). Зарисуйте внутреннее строение зерновки пшеницы и подпишите её основные части.
• Сделайте вывод о сходстве и различиях во внешнем и внутреннем строении двудольных и однодольных растений на примере семени фасоли и зерновки пшеницы (общее в строении семени фасоли и пшеницы то, что семена имеют семенную кожуру, семявход и зародыш. Различаются семена тем, что в семени фасоли две семядоли, в которых находятся запасные питательные вещества, а в семени пшеницы одна семядоля, а питательные вещества находятся в эндосперме).

4. Прорастание семян, проросток и его строение (объяснение учителя).

Проросток любого семенного растения состоит из главного корня и главного побега. Их называют главными потому, что они развились из зародышевого корешка и зародышевого побега.

Прорастание начинается с корешка, из которого возникает главный корень. У двудольных растений главный корень развивается дальше, а у однодольных он недолговечен и заменяется придаточными корнями.

Позднее главный корень ветвится. Совокупность всех корней растения называют корневой системой.

Побег выходит из семени после развития корня. Различают несколько типов прорастания побегов. Надземный тип прорастания, как у фасоли, отличается выносом обеих семядолей. Подземный тип прорастания, как у гороха, отличается тем, что выноса семядолей не происходит.

III. Закрепление знаний и умений.

Ответьте на вопросы

• Что такое семя?
• К каким органам относится семя – к вегетативным или к генеративным?
• Какие приспособления для распространения бывают у семян?
• Семена каких растений распространяются ветром, какие приспособления у них для этого есть?
• Семена каких растений распространяются с помощью животных и человека, какие приспособления у них для этого есть?
• Для чего семенам фасоли нужна плотная семенная кожура?
• Какие растения называют однодольными, а какие двудольными? Приведите примеры этих растений.
• Какие общие черты строения можно выделить у однодольных и двудольных растений?
• Что такое эндосперм?
• У семян каких растений есть эндосперм, а у каких нет?

Вставьте пропущенное слово:(выделенные слова являются пропущенными)

Семя – генеративный орган растения. Семя служит для размножения и распространения растений. Отверстие, через которое в семя проникают вода и воздух называется семявход. След от места прикрепления семени к стенке плода называется рубчик. Корень будущего растения развивается из зародышевого корешка, а стебель из зародышевого стебелька. На верхушке зародышевого стебелька можно разглядеть почечку. Иногда на ней можно разглядеть зачаточные листья. Почечка представлена образовательной тканью. В семенах некоторых растений присутствует особая запасающая ткань-эндосперм.

IV. Рефлексия

Учащимся предлагается оценить урок, подчеркнув на листе одно из слов в каждой паре:

V. Домашнее задание.

Повторить материал в учебнике на стр. 39-44, выполните задания в рабочей тетради.

Вспомните, в каких сказках встречается упоминание о семенах? Какие это семена – однодольные или двудольные?

Использованная литература:

1. Биология. Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники. 6 класс: поурочные планы по учебнику И.Н.Пономарёвой, О.А. Корниловой, В.С. Кучменко /авт.-сост. Т.В. Зарудняя. – Волгоград: Учитель, 2007-173
2. Илларионов Э.Ф. Биология 6(7) класс: Поурочные разработки. М.: Вако, 2003.-320с.
3. Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6 (7) класс. -М.: Вако, 2005. – 352 с. – (В помощь школьному учителю).
4. Пономарёва И.Н., Кучменко В.С., Симонова Л.В. Биология: Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники. 6 класс: Методическое пособие.- 2-е изд., доп. – М.: Вентана — Граф, 2006. – 144с.

В растительном мире можно выделить две формы размножения: бесполое и половое. К первому виду относят такие способы передачи наследственной информации, как прямое деление клетки, вегетативное — с помощью группы соматических клеток, и размножение специализированными гаплоидными клетками – спорами. Вторая, более прогрессивная форма – это половое размножение, приводящее к образованию семян. Она встречается в жизненном цикле голосеменных и цветковых растений, называемых еще покрытосеменными. В этой работе мы рассмотрим внешнее строение семени фасоли, выясним условия, необходимые для его прорастания, а также определим, какие преимущества имеют растения, способные к семенному размножению.

Из чего и как образуются семена?

Фасоль – теплолюбивая однолетняя культура семейства Бобовые, она имеет цветки характерной формы, напоминающие парусник или бабочку, сидящую со сложенными крыльями. Внутри цветка, в особой его части, названной пестиком, расположен семенной зачаток, спрятавший под своими оболочками зародышевый мешок. В нем находится яйцеклетка и диплоидная структура, именуемая центральной клеткой. Их последовательно оплодотворяют два спермия, в результате чего и появляется семя фасоли. Оно имеет зародыш, запас органических соединений для роста и развития, две семядоли, а также покровы, названные семенной кожурой.

Что представляют собой семена двудольных растений

У всех цветковых растений с двумя семядолями в результате оплодотворения формируются плоды с семенами, в образовании которых главную роль играют все части цветка: чашечка, венчик с лепестками, андроцей, состоящий из тычинок и, конечно же, пестик с семенными зачатками. Строение семени фасоли изучают в 6-м классе, знакомясь с таким разделом биологии, как ботаника. Оно имеет эллипсоидную форму, благодаря которой внушительный объем семени сочетается со сравнительно небольшой площадью поверхности.

Эта особенность сводит к минимуму контакт семени с окружающей средой. Внешнее строение семени фасоли напоминает главный орган выделительной системы млекопитающих. В анатомии человека существует даже определение — бобовидная форма почки. С внутренней, вогнутой стороны расположен рубец – место, которым семя фасоли прикрепляется к сухим створкам плода, именуемого бобом. Отсюда и название семейства растений — Бобовые. Оно насчитывает более 12 тыс. видов. Большинство его представителей — травянистые формы, но есть также кустарники и деревья. Среди бобовых культур назовем рекордсменов по содержанию ценного растительного белка: это соя, горох, фасоль, чечевица.

Структуры семени и их значение

Продолжим рассматривать строение семени фасоли. Рисунок, представленный ниже, наглядно показывает наличие ранее указанных частей, а именно: семенной кожуры, двух семядолей и зародыша, находящегося между ними.

Как было установлено, наружная часть — кожица семени — является производной покровов семенного зачатка (интегументов). Она выполняет функцию защиты от высыхания, неблагоприятных температур и других негативных абиотических факторов. Конечно же, главной семенной структурой является зародыш. Почему это именно так, давайте разберемся в следующем разделе.

Зародыш двудольного растения

Как мы помним, в процессе двойного оплодотворения, присущего только цветковым растениям, из оплодотворенной яйцеклетки — зиготы — развивается многоклеточное образование. Оно получило название зародыша и имеет три части: зародышевый корешок, стебелек и почечку. Обратим внимание на внутреннее строение семени фасоли. Схема, расположенная далее, наглядно показывает, что зародыш, надежно скрытый между семядолями, является не только самой важной, но и наиболее нежной и уязвимой структурой. Далее мы ответим на вопрос, какие же функции присущи основным компонентам зародыша.

Зародышевый корешок

Подавляющее количество наземных растений имеют хорошо развитую систему корней: главного, боковых или придаточных. Травы, кустарники и древесные виды могут формировать два типа подземных структур, которые в ботанике называются стержневой и мочковатой корневыми системами. Как оказалось, они начинают свое развитие из одной и той же части – зародышевого корешка. Начало деления его клеток в физиологии растений является главным критерием, по которому определяют запуск такого механизма, как прорастание семени. Фасоли, томатам, гороху и другим теплолюбивым и отзывчивым на обильный полив культурам требуется оптимальное сочетание различных факторов внешней среды, чтобы данный процесс завершился появлением нового молодого растения.

Семядоли и их роль в жизнеобеспечении проростка

Для того чтобы семя смогло прорасти, необходим запас питательных соединений: сахаров, аминокислот, жиров. У двудольных растений он аккумулирован в семядолях. В начале прорастания зародыша органические вещества переходят в растворенную форму, наиболее доступную для усвоения клетками. У проростков двудольных растений семядоли начинают выполнять функции первых наземных, так называемых зародышевых листьев. Тем не менее они способны осуществлять фотосинтез и обеспечивать молодое растение всеми необходимыми пластическими веществами.

Что такое прорастание семени?

Это физиологический процесс, в основе которого лежит механизм перехода от латентного периода в жизни семени в стадию активного роста частей зародыша: корешка и стебелька с листочками. В результате сначала появляется проросток, а затем формируется молодое растение. Какой же вид имеет прорастающее семя фасоли? Фото, представленное ниже, наглядно показывает, что первым начинает развиваться зародышевый корешок, затем стебелек выносит над поверхностью земли семядольные листочки. Через некоторое время из конуса нарастания стебля, состоящего из верхушечной образовательной ткани – меристемы — образуются настоящие листья растения фасоли.

Период покоя

После созревания плодов, именуемых бобами, семена фасоли, собранные с грядки, не способны сразу же прорасти. Не только для растений семейства Бобовые, но и для представителей других групп, например томатов, баклажанов, огурцов, необходимо время, чтобы их семена прошли послеуборочное дозревание. Оно характеризуется прежде всего тем, что в это время в клетках зародыша обмен веществ осуществляется на очень низком уровне. Дыхание семян практически не осуществляется, содержание воды составляет менее шестой части от всей массы.

Как следствие – семена имеют минимальную энергию прорастания, недостаточную для перехода органических веществ семядолей в растворимую форму. Как внешнее, так и внутреннее строение семени фасоли в латентный период ничем не отличается от такового в вегетационный интервал, когда их готовят к посеву в грунт. Отличия же касаются прежде всего скорости протекания метаболических реакций в клетках зародыша, которая очень низка в период покоя семян.

Что необходимо для прорастания зародыша

В агрономии можно выделить следующие условия, обеспечивающие качественное прорастание посевного материала и появление дружных всходов: наличие воды, благоприятную температуру, наличие кислорода, оптимальную освещенность. Рассмотрим эти факторы подробнее. Первое место в нашем перечне абиотических условий занимает вода. Она необходима для набухания клеток, которое сопровождается усилением их дыхания.

Изучая строение семени фасоли, мы выяснили, что питание зародыша возможно только в том случае, если органические вещества, находящиеся в семядолях, перейдут в растворенную форму. Это и происходит благодаря молекулам воды, проникающим в их запасающую паренхиму. Являясь теплолюбивой культурой, фасоль неплохо всходит в хорошо прогретой солнцем почве. А вот освещение не влияет на энергию прорастания. Для искусственного выведения семян из латентного состояния их обрабатывают стимуляторами, например фитогормонами.

Также проводят прием скарификации, то есть механически нарушают целостность кожуры, не повреждая структур, входящих во внутреннее строение семени фасоли, в особенности его семядолей и зародыша. Таким образом, все вышеперечисленные агротехнические приемы ускоряют процесс прорастания посевов.

Цветковое растение начинает свою жизнь с семени. Семена растений различаются по форме, окраске, размерам, весу, но все они имеют сходное строение.

Зерновка пшеницы является не семенем, а плодом. Ткани плода в зерновке представлены лишь плёнчатым наружным слоем, получившим название плодовой оболочки. Вся остальная часть зерновки — семя.

Строение семени однодольных хорошо можно рассмотреть на примере пшеницы. У пшеницы зёрна представляют собой плоды — зерновки, содержащие только одно семя. Большую часть в зерне занимает эндосперм — особая запасающая ткань, содержащая органические вещества. Сбоку от эндосперма расположен зародыш. В нём различают зародышевый корешок, зародышевый стебелёк, зародышевую почечку и видоизменённую семядолю, расположенную на границе с эндоспермом. Эта семядоля при проращивании семени содействует поступлению питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Строение семени однодольного растения (пшеница)

Строение семени двудольного растения

Строение семени двудольного растения легче рассматривать на примере фасоли состоящее из зародыша и семенной кожуры. После снятия семенной кожуры обнажается зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, двух массивных семядолей и заключённой между ними почечки. Семядоли — это первые видоизменённые листья зародыша. У фасоли и многих других растений они содержат запас питательных веществ, которые затем расходуются на питание проростка, а также выполняют защитную функцию по отношению к почечке.

Строение семени двудольного растения (фасоль)

Определение неорганических веществ в семени

Цель: выявить неорганические вещества в семени.

Что делаем: положим на дно пробирки немного сухих семян (пшеница) и нагреем их над огнём. Условие: держать пробирку над огнём необходимо горизонтально, чтобы её верхняя часть оставалась холодной.

Что наблюдаем: вскоре на внутренних стенках в холодной части пробирки можно заметить капли воды.

Результат: капли воды — это результат охлаждения водяных паров, выделившихся из семян.

Что делаем: продолжаем нагревать пробирку.

Что наблюдаем: появляются бурые газы. Семена обуглились.

Результат: при полном сгорании семян остаётся лишь немного золы. Её в семенах не много — от 1,5 до 5 % сухой массы.

Вывод: семена содержат горючие органические и негорючие минеральные (золу).

Определение органических веществ в семени

Известно, что муку получают, размалывая на мельнице зёрна пшеницы.

Цель: выясним состав органических веществ входящих в семена пшеницы.

Что делаем: возьмём немного пшеничной муки, добавим в неё воды и сделаем небольшой комочек теста. Завернём комочек теста в марлю и тщательно промоем в сосуде с водой.

Что наблюдаем: вода в сосуде стала мутной, а в марле остался небольшой клейкий комочек.

Что делаем: капнем 1-2 капли раствора йода в стакан с водой.

Что наблюдаем: жидкость в сосуде посинела.

Результат: испытуемая воды посинела — значит, там есть крахмал.

На марле, в которой было тесто, осталась тягучая клейкая масса — клейковина, или растительный белок.

Вывод: в семенах содержатся растительный белок и крахмал — это органические вещества. В семенах в основном откладываются органические вещества. У разных растений они имеются в разных количествах.

Определение растительных жиров в семенах растений

Кроме белка и крахмала из органических веществ в семенах есть ещё растительные жиры.

Цель: доказать, что в семенах содержатся растительные жиры.

Что делаем: семя подсолнечника положить между двумя листами белой бумаги (рис. 1). Затем надавить на семя тупым концом карандашом (рис. 2).

Что наблюдаем: на бумаге появилось жирное пятно (рис.3).

Общий вывод: органические вещества образуются в организме и при нагревании обугливаются, а затем сгорают, превращаясь в газообразные вещества. Неорганические вещества, входящие в состав семени, не горят и не обугливаются.

Жизненные процессы прорастающего семени

Всхожесть семян

Всхожесть семян — важный показатель их качества самих семян. Определить её не сложно.

Цель: научиться определять всхожесть семян.

Что делают: отсчитывают, из семенного материала, 100 семян подряд, без выбора, раскладывают их на мокрой фильтровальной бумаге или на смоченном песке (можно на мокрой тряпочке).

Что наблюдаем: через 3-4 дня подсчитывают число проросших семян и смотрят, насколько дружно прорастают семена.

Через 7-10 дней вновь подсчитывают число проросших семян и смотрят окончательную всхожесть.

Всхожесть оценивают в процентах, подсчитывая количество проросших процентов из 100 посеянных.

Вывод: чем выше число проросших семян, тем качественнее данный семенной материал.

Прорастание семян

Есть семена, которые при прорастании выносят семядольные листья на поверхность почвы (фасоль, огурец, тыква, свекла, берёза, клён, астра, бархатцы) — это надземное прорастание семени.

У других растений при прорастании семядоли не выходят на поверхность почвы (горох, настурция, конские бобы, дуб, каштан), их относят к растениям с подземным прорастанием.

Условия необходимые для прорастания семян

Для этого можно провести небольшой опыт.

Цель: какие же условия необходимы, чтобы семена начали прорастать?

Что делаем: возьмём три стакана и положим на дно каждого по нескольку зёрен пшеницы. В первом — оставим семена, как есть (в нём будет только воздух). Во второй — нальём воды столько, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Третий стакан наполним до половины. Все три стакана накроем стеклом и оставим на свету. Это начало нашего опыта.

Примерно через 4-5 дней проанализируем полученный результат.

Что наблюдаем: в первом — семена остались без изменения, во втором набухли и проросли, а в третьем только набухли, но не проросли.

Результат: опыт показывает, что семена легко впитывают воду и набухают, увеличиваясь в объёме. При этом органические вещества (белки и крахмал) становятся растворимыми. Таким образом, семя из покоящегося состояния приступает к активной жизни. Однако если, как это в третьем стакане, воздух не имеет доступа к семенам, то они хотя и набухли, но не проросли. Семена проросли только во втором стакане, где к ним был доступ и воды и воздуха. В первом стакане не было изменений, так как к семенам не поступила влага.

Вывод: для прорастания семян необходима влага и воздух.

Влияние температуры на прорастание семени

Цель: подтвердим опытным путём, что помимо влаги и кислорода на прорастание семян влияют и температурные условия.

Что делаем: в два стакана положим несколько семян фасоли (равное количество) и нальём воды, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Накроем стаканы стеклом. Один стакан оставим в комнате при температуре +18-19ºС, а другой выставим на холод (холодильник), где температура не выше +3-4ºС.

Через 4-5 дней, проверим результаты.

Результат: семена проросли только в том стакане, который стоял в комнате.

Вывод: следовательно, для прорастания семян необходима ещё и определённая температура окружающей среды.

Дыхание семян

Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород из воздуха, а в окружающую среду выделяют углекислый газ.

Цель: опытным путём доказать, что растения поглощают кислород из воздуха, а выделяют углекислый газ.

Что делаем: возьмём две стеклянных колбы. В одну поместим небольшое количество набухших семян гороха, а другую оставим пустой. Обе колбы закроем стеклом.

Через сутки, возьмём горящую лучинку и внесём её в пустую колбу.

Что наблюдаем: лучинка продолжает гореть. Опустим в колбу с семенами. Лучинка погасла.

Научно доказано, что кислород воздуха поддерживает горение и поглощается при дыхании. Углекислый же газ — не поддерживает горение и выделяется при дыхании.

Вывод: опыт показал, что прорастающие семена (как живой организм) поглотили кислород (O₂) из воздуха, который был в колбе, а выделили углекислый газ (CO₂). Убедились, что семена дышат.

Сухие семена, если они живые, тоже дышат, но у них этот процесс идёт очень слабо.

Превращение веществ в прорастающем семени

Прорастание семян сопровождается сложными биохимическими и анатомо-физиологическими процессами. Как только в семена начинает поступать вода, в них резко усиливается дыхание и активизируются ферменты. Под их влиянием запасные питательные вещества гидролизуются, превращаясь в подвижную, легко усвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты и сахара, белки — в аминокислоты. Перемещаясь в зародыш из запасающих органов, питательные вещества становятся субстратом для начинающихся в нём процессов синтеза, в первую очередь новых нуклеиновых кислот и ферментативных белков, необходимых для начала роста. Общее количество азотных веществ остаётся на одном уровне даже тогда, когда происходит энергетический распад белков, потому что при этом накапливаются аминокислоты и аспаргин.

Резко уменьшается содержание крахмала, но количество растворимых сахаров не повышается. Сахар расходуется на процесс дыхания, который в прорастающем семени происходит очень энергично. В результате дыхания образуются богатые энергией соединения — АДФ и АТФ, выделяются углекислый газ, вода и тепловая энергия. Часть сахаров расходуется на образование клетчатки и гемицеллюлоз, необходимых для построения оболочек новых клеток.

Значительное количество минеральных веществ, имеющихся в семени, при прорастании остаётся постоянным. Находящиеся в семенах катионы регулируют коллоидно-химические процессы и осмотическое давление в новых клетках.

Влияние запасов питательных веществ в семени на развитие проростков

Рост зародыша и превращение его в проросток происходит за счёт деления и роста его клеток. Чем крупнее семена, тем больше в них запасных веществ и тем лучше растут проростки.

Цель: определить опытным путем влияет ли размер семян на рост проростков.

Что делаем: в одну ёмкость с землёй посеять самые крупные семена гороха, а в другую — мелкие. Через некоторое время сравнить проростки.

Вывод: из крупных семян развиваются более мощные растения, которые дают наиболее высокий урожай. Клеток становится всё больше и больше, так как они получают питательные вещества, растут и снова делятся.

Цель: опытным путём проверим утверждение, что для роста, особенно в первое время, проростки используют вещества, запасённые в самих семенах.

Что делаем: берём одинаковые по величине набухшие семена фасоли и удаляем у одного семени одну семядолю (1), у другого — 1,5 семядоли (2), а у третьего оставить обе семядоли (3) для контроля.

Все их помещаем в ёмкости, как показано на рисунке.

Что наблюдаем: заметно, что проросток семени с двумя семядолями оказался более крупным, сильным, чем проросток с одной семядолей или проросток с половинкой семядоли.

Вывод: таким образом, высокое качество семян — необходимое условие для получения хорошего урожая.

Период покоя растения

Период покоя — необходимое условие для прорастания семян. Покой может быть вынужденный, связанный с отсутствием необходимых для прорастания условий (температуры, влажности). Пример покоя семян — сухие семена.

Органический покой определяется свойствами самого семени. Термин «покой» при этом имеет условное значение. В большинстве случаев в таких семенах протекают метаболические процессы (дыхание, иногда рост зародыша), но прорастание заторможено. Семена, находящиеся в органическом покое, даже в условиях, благоприятных для прорастания, не прорастают совсем или прорастают плохо.

Способность семян находиться в вынужденном или органическом покое выработалась у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного для роста проростка времени года. Таким путём создаётся запас семян в почве.

Основные причины, препятствующие прорастанию семян:

• водонепроницаемость кожуры, обусловленная наличием в ней палисадного слоя толстостенных клеток, кутикулы (водонепроницаемой воскообразной плёнки);
• наличие в околоплоднике веществ, ингибирующих (затормаживающих) прорастание;
• недоразвитие зародыша;
• физиологический механизм торможения прорастания.

Время посева и глубина заделки семян

Глубина заделки семян зависит от их размера. Чем семена крупнее, тем их сеют глубже. У крупных семян больше запасных питательных веществ и их хватает для развития и роста проростков, пока они пробиваются с большой глубины.

Мелкие семена сеют на глубину от — до 2 см, средние — от 2 до 4 см, а крупные семена — от 4 до 6 см.

Глубина заделки семян зависит и от свойств почвы. В песчаные почвы семена заделывают глубже, чем в глинистые. Верхние слои рыхлых песчаных почв быстро пересыхают, и при мелкой посадке семена не получают достаточно влаги. На плотных глинистых почвах влаги в верхних слоях достаточно, но зато в нижних слоях мало воздуха. При глубокой посадке — семена задыхаются, так как им не хватает кислорода.