Пособие особенности строения и прорастания семен. Почему именно в семенах плодах и клубнях растений

Урок биологии в 10-м классе по теме "Клетка – структурная и функциональная единица жизни"

Разделы: Биология

Вид урока: урок применения знаний.

Форма урока: комбинированный урок.

Цели:

1. Pакрепить и обобщить знания учащихся по разделу “Учение о клетке”, теме “Клетка - структурная и функциональная единица жизни.
2. На основе имеющихся знаний, их расширения и обобщения подойти к понятию клеточная теория.

Задачи:

1. Образовательные:

• обобщить и закрепить знания учащихся о строении и функциях основных частей и органоидов цитоплазмы клетки, их взаимосвязях как основы целостности клетки;
• об обмене веществ как основе жизнедеятельности клетки;
• особенностях строения и функций эукариотических и прокариотических клеток;
• о происхождении клеток как основе жизни на нашей планете.

2. Развивающие:

• способствовать развитию общеучебных и общебиологических навыков: наблюдения, сравнения, обобщения и формулирования доказательств и выводов;
• развитию умения находить ошибки, объяснять их;
• работать с дополнительной литературой и выполнять творческие задания;
• отрабатывать навыки коллективной работы в парах и группе.

3. Воспитательные:

• содействовать формированию материалистического представления учащихся о научной картине мира.
• показать важность научных открытий в жизни общества и развитии науки биологии, ее отраслей, важность применения этих знаний в медицине.
• содействовать эстетическому развитию учащихся через использование наглядных материалов урока.

Межпредметные связи: информатика, химия.

Педагогические технологии, приемы и методы, применяемые на уроке:

“Удивляй!”, “Лови ошибку!”, “Да-нетка” (ТРИЗ), практичность знаний, свои примеры, театрализация, парная, групповая, фронтальная работа (КСО), “Светофор” (АСО).

Ход урока

А. Начало урока.

1. Урок начинается с биологической загадки “Удачный подарок” Жена немецкого сельского врача Роберта Коха Эмма преподнесла ему на день рождения подарок. Этот дар любимой женщины определил его последующие научные успехи. С легкой руки Эммы ему крупно повезло: вскоре он стал лауреатом Нобелевской премии. Его именем названа бактерия – возбудительница туберкулеза. Что же подарила Коху его дальновидная супруга?

(Подарком был микроскоп… С его помощью Р. Кох открыл также возбудителей холеры, бубонной чумы, сонной болезни и столбняка, чем спас жизни миллиона людей. (На стол выставляется микроскоп)

2. Театрализация: под музыкальное сопровождение разыгрывается сцена

открытия клетки Р. Гуком. Роль Гука исполняет ученик: - Эврика! Я вижу ячейки! Пробка дуба состоит из ячеек-клеток.

3. Беседа.

Учитель: Как зовут ученого, в результате открытий которого было введено понятие “клетка”?

Учащиеся: Роберт Гук.

(Информация помещается на доске)

4. Знакомство с задачами урока.

Учитель: Сегодня мы будем вести разговор о клетке. Используя полученные знания, попытаемся обобщить их и применить в новых ситуациях через решение биологических задач, анализ таблиц, рисунков, схем, проектного задания. Работая индивидуально и в группах, в конце урока сформулируем его тему. А сейчас разминка для предстоящей большой работы.

5. Громкий понятийный фронтальный опрос. Понятия по разделу “Обмен веществ и энергии клетки”

Дайте определение понятий: метаболизм, анаболизм, катаболизм, гомеостаз, комплементарность, трансляция, транскрипция, нуклеотид.

6. Сигнальный опрос – “Светофор” по разделу “Строение и функции клетки”.

Просигнальте, узнав органоид клетки по описанию его функций.

А). Одна из главных частей клетки, содержащая набор хромосом, хранящих и передающих наследственную информацию. (ядро) Учащиеся поднимают карточку чёрного цвета.

Б). Органоид растительной клетки, в котором идёт фотосинтез с образованием углеводов. (хлоропласты) карточка зелёного цвета

В).” Силовые станции” клетки, в которых осуществляется синтез АТФ и содержится собственная ДНК (митохондрии) карточка оранжевого цвета

Г). Органоиды, образующиеся в комплексе Гольджи и выполняющие функции переработки ненужных клетке веществ. (лизосомы) карточка жёлтого цвета

Д) Органоиды, состоящие из двух частичек, небольших по размерам, но выполняющих очень важную функцию – синтез белков. (рибосомы) карточка синего цвета.

Б. Проверка знаний и применение их в новой ситуации.

1. Индивидуально-диференцированная разноуровневая работа по карточкам

Индивидуальные задания.

Назови, какое количество аминокислот закодировано: АГУ ЦЦУ ААЦ АУУ УЦЦ УУА?

Выбери правильный ответ. Генетический код несёт информацию в первую очередь:1) Об общем плане строения ядра. 2) О количестве хромосом в клетках организма. 3) О первичной структуре белка.

А) Жиры не растворимы в воде и имеют гидрофобный характер.

Б) Азот как микроэлемент входит в состав белков, нуклеиновых кислот и АТФ.

В) Нуклеотиды, входящие в состав ДНК и РНК, отличаются друг от друга входящими в их состав сахаром и азотистыми основаниями.

Г) Мономерами нуклеиновых кислот являются аминокислоты.

2. “Лови ошибку!”. Парная работа

Задание для парной работы. Ученик бойко отвечал у доски, раскрывая процесс фотосинтеза, но допустил ошибки. Найдите их. Скорость синтеза органических веществ в клетке постоянно меняется в зависимости от ситуации. Утром и днём процесс фотосинтеза, как правило, осуществляется медленнее, чем вечером. В солнечный день синтез идёт быстрее, чем в пасмурную погоду. В клетке также работает система саморегуляции биосинтеза белков. При этом учитывается потребность клетки в этом органическом соединении на данный момент.

3. Коллективная работа. Выполнение заданий по карточкам, анализ рисунков, таблиц, схем. Выступление учащихся.

а). Вспомните процессы пластического и энергетического обмена в клетке. Расскажите о них.

б). Решите предложенные вам биологические задачи:

1. В какой ситуации может возникнуть особая потребность в белке у клетки? Что означает фраза “биосинтез белка в клетке активизировался” Что конкретно при этом должно произойти в клетке?

Ответ учащихся: (примерный)

Особая потребность у клетки в белке может возникнуть, например, при подготовки к делению, так как белковые молекулы нужны для образования нитей веретена деления, построения перегородки между клетками, образования новых ядерных оболочек и т.д.

Активизация процесса биосинтеза белка означает следующее:

а) в ядре клетки синтезируется большее, чем обычно, количество молекул информационной РНК;

6) с большего числа генов “переписываться” информация на строящиеся молекулы информационной РНК;

в) большее число молекул информационной РНК транспортируется из ядра клетки в цитоплазму;

г) большее количество молекул информационной РНК одновременно “обслуживается” рибосомами;

д) в биосинтезе белков задействовано большее, чем обычно, число рибосом;

е) большее количество молекул транспортной РНК переносит аминокислоты к месту синтеза белка;

ж) к рибосомам подносится большее, чем обычно, число аминокислот;

з) в процессе биосинтеза участвует большее, чем обычно, количество молекул АТФ;

к) поглощается большее, чем обычно, количество энергии.

2. Почему именно в семенах, плодах и клубнях растений накапливается большое количество включений в виде углеводов и жиров.

Примерный ответ учащихся.

Известно, что жиры и углеводы являются потенциальными источниками энергии, которая необходима ра стению для осуществления различных жизненно важных процессов (например, размножение, роста и развития). Вероятно, поэтому в органах и частях растения, связанных с выполнением функции полового или бесполого размножения, накапливается большое количество этих веществ. Это позволяет запасти в удобной для клетки форме энергиею, которая понадобится в дальнейшем для роста и развития молодого организма.

Органические вещества, отложенные в семенах и плодах, обеспечат нормальное развитие проростка на самых первых этапах данного процесса. Углеводы и жиры, накопленные корневищем, клубнем, луковицей, будут использованы растением в дальнейшем при вегетативном размножении..

в) Расскажите о выполненном вами домашнем задании (сообщение о роли витаминов и гормонов). Рисунок 1.

г). На основании изложенных фактов сделайте вывод о клетке и процессах, происходящих в ней.

Задание группе № 2

1) Рассмотрите предложенные вам рисунки с изображением клеток различных организмов. Сравните их и сделайте вывод. Рисунок 2.

2) Выделите клеточные структуры мембранного строения. Назовите их и сделайте вывод. Рисунок3.

3) Известно, что на ДНК записана и хранится наследственная информация. Ответьте на вопрос и выскажите свои рассуждения. Почему молекула ДНК не транспортируется из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка? Ведь в этом случае не нужна была бы молекула – посредник – информационная РНК! Приведите еще доказательство того, что ядро – главная составная часть клетки.

В данном случае возможны следующие рассуждения учащихся. ( ДНК является “золотым фондом клетки” - носителем её наследственной информации, которая должна надёжно защищаться от внешних воздействий). Иначе весьма вероятны мутации, подавляющее большинство которых при определённых условиях понижает жизнеспособность организма. Когда ДНК находится в ядре, например, животной клетки, она относительно защищена от внешней среды: а) плазматической мембраной; б) толстым слоем цитоплазмы; в) ядерной оболочкой; г) слоем ядерного сока. Если бы ДНК находилась непосредственно в цитоплазме, то она была бы защищена: а) плазматической мембраной; б) толстым слоем цитоплазмы. Таким образом, в первом случае наблюдается четыре уровня защиты, а во втором – только два. Значит, молекула ДНК не должна выводиться из ядра в цитоплазму, чтобы не подвергаться повышенной опасности быть изменёнными под действием внешних факторов (например, ультрафиолетового излучения). Кроме того, выведение полимерной двухцепочечной молекулы ДНК через мелкие поры ядра в цитоплазму могло бы быть весьма затруднительным.

4) Продемонстрируйте свой проект домашнего задания “Клетка – город” представление клетки как административно – хозяйственной единицы.) Рисунок 4. Сформулируйте вывод: клетка является …

Задание группе № 3

1. Рассмотрите предложенные вам рисунки клеток разных царств живой природы. Рисунок 5. Используя их, ответьте на вопросы А), Б), В).

А). О чем может свидетельствовать принципиальное сходство химического состава и строение клеток растительного и животного организма? Примерный ответ учащихся. (Принципиальное сходство строения и химического состава клеток растений и животных указывает на общность их происхождения, вероятно, от одноклеточных водных организмов.)

Б). О чем может свидетельствовать наличие различий в строении и функционировании клеток растений и животных? Примерный ответ учащихся. ( Животные и растения далеко отошли друг от друга в процессе эволюции, которая, как известно, сопровождается дивергенцией. У них разные типы питания (автотрофный и гетеротрофный), различные способы защиты от неблагоприятных воздействий внешней среды и т.д. Естественно, все это должно было отразиться на строении их клеток.)

В). Как можно объяснить тот факт, что митохондрии и пластиды обладают собственной ДНК, а другие органоиды клетки ее не имеют? Примерные рассуждения учащихся. (В соответствии с одной из весьма популярных в научном мире гипотез, давние предшественники современных пластид и митохондрий в историческом прошлом были самостоятельно живущими одноклеточными прокариотическими организмами, имеющими собственную генетическую информацию и, естественно, способными размножаться. Однако в дальнейшем они проникли в более крупную эукариотическую клетку (или были поглощены ею, но не переварены) и стали выполнять в ней функции органоидов. При этом митохондрии и пластиды сохранили имевшиеся у них до этого собственные нуклеиновые кислоты, обеспечивающие их относительную независимость от ядра клетки, появляющуюся, в частности, в способности к самостоятельному делению.

2. Приведите примеры из вашего домашнего задания (анализ геохронологической таблицы “Развитие органического мира на Земле”).

3. Выстройте схему доказательств на основе анализа.

4.Сделайте вывод: клетка является…

Выступление учащихся.

Представление домашней работы и ее защита.

Учащиеся выполняли следующие виды заданий:

1. Составление проекта “Клетка – город”, представление клетки как административно-хозяйственной единицы с использованием ИКТ.

2. Анализ геохронологической таблицы “Развитие органического мира на планете Земля”

Примерный рассказ: Анализируя геохронологическую историю Земли мы обнаружили, что в Архейской эре 3,5 миллиона лет назад возникла жизнь на Земле, о чём свидетельствуют отдельные находки прокариотических организмов, бактерий и сине-зелёных водорослей в породах. Началась биологическая эволюция, последовавшая за химической. По теории Опарина, первыми прародителями клеток были кооцерватные капли. Только в Протерозое мы видим разделение клеток на растительные и животные. Таблица показывает, что животные клетки и животные организмы развиваются в процессе эволюции быстрее, так как на наш взгляд, у них гетеротрофный тип питания, а в первичном бульоне мирового океана было достаточно веществ для поглощения. Так как фотосинтез, в основе которого лежит автотрофный тип питания, был крупным ароморфозом, поэтому растительная клетка в процессе эволюции возникла значительно позже.

3. Применение знаний об обменных процессах в клетке в области медицины.

Сообщение 1 учащегося. На метаболические процессы в клетках могут воздействовать витамины и гормоны. При нарушении обменных процессов возникают разного рода болезни. Просматривая инструкции по применению медицинских препаратов я выбрала для примера Аевит – поливитаминный препарат, содержащий витамины А и Е, относящийся к форматерапевтической группе средств влияющих на метаболические процессы. Препарат восстанавливает капиллярное кровообращение, нормализует капиллярную и тканевую проницаемость, влияет на липидный обмен в клетках.

Сообщение 2 учащегося. В журнале “Биология в школе” я нашёл статью, в которой показан механизм действия гормона на клетку мишень. Гормоны – это биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, которые на ряду с нервной системой, регулируют и координируют самые разнообразные функции организма, в том числе и метаболизм. Через жидкую среду организма они могут влиять на сложные клеточные структуры – мембраны эффекторных органов, оказывая специфическое действие при наличии гормона в низких концентрациях. Гормоны бывают двух видов – стероиды и пептиды. Стероидные гормоны относительно небольшие и способны проникать через клеточную мембрану. Гормон связывается с рецептором в цитоплазме. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс транспортируется в ядро клетки, где вступает в обратимое взаимодействие с ДНК и индуцирует синтез белка (фермента) или нескольких белков. Путём взаимодействия специфических генов на определённом участке ДНК одной из хромосом синтезируется матричная(информационная) РНК (мРНК), которая переходит из ядра в цитоплазму, присоединяется к рибосомам и индуцирует здесь синтез белка. Таким образом влияют половые гормоны(например тестостерон,) на формирование пола у человека.

4. Формулирование выводов по выполненным работам. (Учитель помещает выводы на доску)

Клетка является структурно – функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов;

Клеткам присуще мембранное строение;

Ядро главная составная часть клетки;

Клетки размножаются только делением;

Клеточное строение организма – свидетельство того, что растения и животные имеют единое происхождение.

В. Знакомство с клеточной теорией.

1.Игра “Да-нетка”. Задумано учителем слово “теория”, учащиеся его должны отгадать. (Учащиеся задают вопросы учителю на которые он отвечает да, либо нет. Например: Задуманное Вами слово связано с клеткой? Да. Это слово открытие? Нет. Это стройная система знаний о клетке? Да. Это слово теория? Да!

2.Учитель говорит о том, что мы сами в результате совместной работы пришли к определённым выводам о клетке, то есть, выстроили систему определённых знаний. Это и есть клеточная теория. Учитель даёт сведения о клеточной теории Т.Шванна и делает выводо важности знаний. Цитирует высказывания Б. Шоу: “Единственный путь, ведущий к знаниям - это деятельность”. Подводит учащихся к формулированию темы урока.

3.Формулирование темы урока: “Клетка - структурная и функциональная единица жизни”.

Г. Домашнее задание.

1. Творческое задание – составить кроссворд “Клеточная теория”.

2. На основании П. 5.5, стр. 179-180 составить таблицу об этапах изучения клетки учеными мира по предложенному образцу.

Д. Окончание урока.

1. Подведение итогов урока,

2. Комментирование оценок за урок.

4.03.2008

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Вопрос: 1)представьте,что в клетках организма прекратилось образование лизосом. к каким последствиям и почему это могло бы привести? 2)почему именно в семенах, плодах и клубнях растений накапливаетя большое кол-во включений в виде углеводов и жиров? 3)почему внутренняя мембрана метохондрий выросты(кристы)? что изменилось бы в работе метохондрий , если бы крист не было? 

1)представьте,что в клетках организма прекратилось образование лизосом. к каким последствиям и почему это могло бы привести? 2)почему именно в семенах, плодах и клубнях растений накапливаетя большое кол-во включений в виде углеводов и жиров? 3)почему внутренняя мембрана метохондрий выросты(кристы)? что изменилось бы в работе метохондрий , если бы крист не было? 

Ответы:

1) лизосомы выполняют функции эндоцитоза: фагоцитоз, пиноцитоз. Они способны захватывать клетки бактерий, жидкости или вредных веществ, разрушать и ращеплять вещества, в том числе и уничтожать саму клетку, в которой они находятся. если бы в клетке не было лизосом, клетка не смогла бы защищаться от вредоносных бактерий, ядовитых веществ; не смогли бы происходить такие метаморфозы, как исчезание хвоста у головастика при превращении в лягушку и т.п. 2) семена, плоды и клубни являются репродуктивными органами растений. Так как новое растение развивается самостоятельно, оно должно иметь достаточное количество запасенных питательных веществ. А углеводы и жиры являются основными запасающими веществами всех клеток живых организмов. 3)Внутренняя мембрана образует многочисленные гребневидные складки — кристы, существенно увеличивающие площадь ее поверхности и, например, в клетках печени составляет около трети всех клеточных мембран. Характерной чертой состава внутренней мембраны митохондрий является присутствие в ней кардиолипина — особого фосфолипида, содержащего сразу четыре жирные кислоты и делающего мембрану абсолютно непроницаемой для протонов. Ещё одна особенность внутренней мембраны митохондрий — очень высокое содержание белков (до 70 % по весу), представленных транспортными белками, ферментами дыхательной цепи, а также крупными АТФ-синтетазными комплексами. Внутренняя мембрана митохондрии в отличие от внешней не имеет специальных отверстий для транспорта мелких молекул и ионов; на ней, на стороне, обращенной к матриксу, располагаются особые молекулы АТФ-синтазы, состоящие из головки, ножки и основания. При прохождении через них протонов происходит синтез АТФ. В основании частиц, заполняя собой всю толщу мембраны, располагаются компоненты дыхательной цепи. Наружная и внутренняя мембраны в некоторых местах соприкасаются, там находится специальный белок-рецептор, способствующий транспорту митохондриальных белков, закодированных в ядре, в матрикс митохондрии.

cwetochki.ru

Пособие особенности строения и прорастания семен

Введение

Раздел 2. Морфологическое строение цветка

Раздел 3. Строение семени

Раздел 4. Зрелый зародыш семени, его формирование

Раздел 5. Важнейшие морфологические особенности семян

Раздел 6. Условия прорастания семян

Раздел 7. Преимущества и недостатки семенного размножения

Введение Жизнь семенного растения имеет свой биологический цикл, который можно охарактеризовать образным выражением «от семени к семени», то есть жизненный цикл начинается от прорастания семени и заканчивается у многих растений образованием новых семян, как зачатков будущих растений. Семена являются своего рода эстафетой между двумя поколениями растений, связующим звеном между родителями и их потомством.

Все органы растения подразделяют на вегетативные и генеративные (репродуктивные). Вегетативные органы составляют тело растения и выполняют основные функции его жизнедеятельности, включая вегетативное размножение. У высших растений к ним относят корень, стебель и лист. Стебель с листьями и почками называют побегом. Генеративные (репродуктивные) органы предназначены для полового или собственно бесполого размножения. У покрытосеменных растений к ним относятся цветок и его производные - семя и плод.

Раздел 1. Репродуктивные органы растений Цветковые растения или покрытосеменные по сравнению с другими высшими растениями в настоящее время господствуют в растительном покрове земного шара, так как у них образовался специализированный орган размножения – цветок из которого после процесса опыления и оплодотворения образуется плод с семенами. Цветок, семя и плод - это репродуктивные органы, которые обеспечивают половое размножение растений. При половом процессе происходит слияние мужской и женской половых клеток (гамет), в результате которого появляется более жизнеспособное потомство, чем при вегетативном размножении, с более разнообразными наследственными признаками, позволяющими новому поколению выживать в более разнообразных условиях среды. Поэтому цветок, семя и плод являются органами, обеспечивающими жизнь и сохранность вида в целом. Благодаря этому, численность отдела покрытосеменных достигла 240 тыс. видов, что значительно превышает численность видов других высших растений. Раздел 2. Морфологическое строение цветка Цветок представляет собой видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образований спор и гамет. В цветке происходит опыление, оплодотворение, развитие зародыша и образование плода с семенами.

Цветок развивается из генеративной почки (рис.1)

Чашечка образована из разного числа чашелистиков (обычно зеленого цвета). Чашелистики могут иметь различную форму.

Венчик- это совокупность лепестков, как правило, ярко окрашенных, которые имеют очень разнообразную форму, что определяет красоту цветковых растений.

Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. В пыльнике образуются микроспоры, а затем пыльца. Пыльца- это редуцированный мужской гаметофит.

Пестиков в цветке может быть один или несколько. Он состоит из завязи (нижняя расширенная часть), в которой располагаются одна или несколько семяпочек, цилиндрического столбика и рыльца, на которое попадает и где прорастает пыльца.

Семяпочка состоит из семяножки, покровов и ядра семяпочки, в котором находится зародышевый мешок, являющийся редуцированным женским гаметофитом.

Цветки, у которых есть тычинки и пестики называются обоеполыми. Цветы, имеющие только тычинки или только пестики называются однополыми (кукуруза, берёза, тыква и д.р.). Растения, у которых однополые цветки сидят отдельно, но на одном растении, называются однодомными. Растения, у которых однополые цветки располагаются на разных растениях, называются двудомными (крапива, ива, конопля и др.).

Раздел 3. Строение семени У покрытосеменных растений семя образуется из семяпочки (семязачатка), которая формируется внутри плода и является высокоспециализированным органом размножения и расселения их по земной поверхности.

Семя состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма или перисперма) и семенной кожуры.

Зародыш - обязательная часть семени. Он состоит из зародышевого корня и зародышевого побега. Побег, в свою очередь, состоит из зародышевого стебля и одной или двух семядолей - первые зародышевые листья. На верхушке зародышевого стебля формируется зародышевая почка.

По строению различают две основные группы зародышей. К первой относят зародыши с двумя семядолями, как у двудольных растений, ко второй – зародыш с одной семядолей, как у однодольных цветковых растений. Между этими группами существует переходные формы. Наиболее примитивные зародыши имеют виды сусаковых и частуховых. Различают несколько типов семян, в зависимости от кого, где накапливаются запасные продукты. Если в зрелых семенах растений нет эндосперма или перисперма, то запасные продукты накапливаются в семядолях. У других семян запасы питательных веществ находятся в эндосперме и семядолях (лен). Есть растения, в семенах которых запасающие ткани отсутствуют, а запасные вещества откладываются в тканях зародыша, которые у многих растений представлены семядолями, к таким растениям относятся лещина, дуб, горох, тыква

У большинства культурных злаков разросшийся эндосперм играет роль запасающей ткани, например, у кукурузы.

Запасные вещества семени представлены углеводами, жирами и белками. Наиболее богаты жирами масленичные растения (клещевина, подсолнечник, кокосовая пальма и др.), углеводами - крахмальные культуры (пшеница, овес, кукуруза и др.), белками - соя, люпин и др.

Оболочка семени – семенная кожура – образуется обычно из преобразованных покровных тканей семяпочки. Очень часто из этой оболочки развиваются различного рода придатки: крылья, волоски, шипы и пр. Они связаны с защитой семян, а, главным образом, их расселением.

В клетках кожуры семени, возможно, отложение запасных веществ.

Раздел 4. Зрелый зародыш семени, его формирование Основной частью семени является зародыш, из которого впоследствии формируется три вегетативных органа растений: корень, стебель, лист.

Ранние стадии развития зародыша у двудольных и однодольных растений очень сходны. Оно начинается с деления оплодотворенной яйцеклетки, которое происходит в зародышевом мешке семязачатка. Только что сформированный зародыш состоит из массы относительно одинаковых клеток, однако вскоре происходит специализация этих клеток, что приводит к развитию зародышевых органов – зародышевого корешка, стебелька и почечки. Почечка, впоследствии дающая верхушечный рост стебля, защищена зачаточными листьями и прикреплена к верхней стороне зародыша, а нижнем конце которого находится корешок, растущий вниз.

Рассмотрим строение зародыша однодольных растений на примере пшеницы. Продолговатая зерновка пшеницы снаружи одета кожистым околоплодником, который так плотно сросся с семенной кожурой, что разделить их невозможно. Зародыш пшеницы очень маленький, рассмотреть его можно только под лупой или микроскопом. Он имеет корешок, стебелек и почечку, но семядоля у него одна и похожа на тонкую, не содержащую запаса питательных веществ пластинку – щиток. Щиток плотно прилегает к эндосперму своей всасывающей поверхностью и способствует передаче питательных веществ из эндосперма во время прорастания семени. Семена других однодольных растений, например, лука, ландыша тоже имеют эндосперм, но он окружает зародыш, а не прилегает к нему с одной стороны как у пшеницы и других злаков.

При обсуждении развития семени цветковых было отмечено, что у многих двудольных большая часть эндосперма или весь он с периспермом (когда тот имеется) поглощается развивающимся зародышем, который в результате образует, мясистые семядоли с запасом питательных веществ, занимающие основной объем семени. Именно такие они у большинства представителей этого класса, например у подсолнечника, грецкого ореха, бобов, гороха.

Строение семени с запасными продуктами в зародыше изучают на примере фасоли.

Снаружи ее семя покрыто толстой кожурой (спермодермой). На узкой вогнутой поверхности семени расположен рубчик – место прикрепления семени к семяножке. На одной линии с рубчиком размещается микропиле. Через него вода и газы поступают внутрь семени. Под ним находится небольшой бугорок, образованный зародышевым корешком. С противоположной от микропиле стороны к рубчику примыкает семенной шов – след от срастания семязачатка с семяножкой. Под семянной оболочкой находится зародыш, состоящий из двух крупных семядолей почковидной формы, зародышевого корешка, стебелька и почечки. Таким образом, семя фасоли можно отнести к семенам без эндосперма, у которых запасные продукты отложены в семядолях.

Раздел 5. Важнейшие морфологические особенности семян Семена – это визитные карточки растений, нет одинаковых семян, есть только схожие. Разнообразие семян необозримо, они отличаются по размеру, форме, качественному составу

Первое, что бросается в глаза,– это различия семян по размеру. Наиболее крупные семена формируются у сейшельской пальмы, вес ореха без кожуры более 15 кг, а масса всего плода – более 25 кг, а крылатых березовых семянок на 1 кг массы приходится до 2 млн. Таким образом, при одинаковой высоте деревьев, у пальмы в 30 млн. раз семя тяжелее.

Сравним, например, семена настурции и петунии. В 1 грамме всего 10 – 12 семян настурции и от 5 до 10 тыс.– петунии. Длина первых больше сантиметра, вторых – меньше миллиметра. Растения, имеющие крупные семена, растут за счет питательных веществ, поэтому растения с мелкими семенами нуждаются в более тщательном уходе. Нужно также учитывать, что из одного семян петунии можно вырастить растений на целую клумбу, а одного грамма семян настурции хватит только лишь на 2 – 3 горшка.

Клейкая и слизистая поверхность семенной кожуры может способствовать прилипанию семян к шерсти животных, к обуви и одежде человека, которые распространяют семена (кислица, безвременник, гравилат, лопух и др.). При ослизнении наружных клеток семена плотно слипаются с почвенными частицами. Кроме того, при набухании наличие слизи способствует обводнению семени.

От размера семян зависит не только глубина их заделки в почву при посеве, но и расстояние между ними. Количество высеваемых семян на определенную территорию называется норма высева.

Форма семян может быть округлой, плоскоокруглой, клиновидной, прямоугольной и неопределенной. У душистого горошка, например, семена округлые, у астры клиновидные. Легко запомнить семена, имеющие необычную форму. Так, семечко календулы похоже на коготь с выступами. Есть семена с пушком- летучкой разной формы, как у василька.

Рис. 6 Форма семян: 1-сосны, 2-ваточника, 3-хлопчатника, 4-строфанта, 5-гороха, 6-фасоли, 7-хохлатки. 8-яснотки, 9-бересклета, 10-грецкого ореха, 11-равеналы, 12-фиалки, 13-чистотела, 14-клещевины: а- крылышко, б- волоски, в-летучки, г-ариллус, д- карункула. Окраска семенной оболочки может различаться по оттенку у разных видов, а иногда и у сортов. Красивые блестящие семена незабудки окрашены в черный цвет, анютиных глазок – в темно-коричневый. Все-таки преобладают семена различных тонов коричневого и светло-коричневого цвета, а также с «мраморным» оттенком.

У ряда сортов люпина, астры и душистого горошка существует связь между окраской семени и цветка. Из светлоокрашенных семян вырастут растения с белыми цветками. Семена некоторых сортов астр с интенсивно красными цветами имеют красноватый оттенок.

Раздел 6. Условия прорастания семян Итак, семя попало на тот клочок почвы, где ему суждено прорасти и дать начало новой жизни – новому растению, на котором вновь распустятся цветы и вновь созреют семена

Рис.7

Как же из крохотных, порой размерами менее 1 мм семян, вырастают большие деревья, кустарники, травянистые растения?

Для прорастания семени необходимы наличие влаги, кислорода и благоприятных температур. В природе встречаются растения, требующих дополнительных условий для прорастания семян. Например, влияние света на прорастание семян бывает весьма значительным. Существуют растения, семена которых легко прорастают на свету; к ним относятся морковь, мятлик луговой. Другие же растения, например, табак, для усиленного прорастания семян требуют очень кратковременного светового раздражения, необходимого для нарушения покоя семян.

Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Семена с погибшими растениями теряют всхожесть.

В созревшем семени содержится до 15% воды - это минимальное количество, необходимое для поддержания жизни зародыша. Если количество воды в семени уменьшится до 10-12 %, то происходит гибель зародыша семени. Если количество воды будет больше 15%, то происходит поглощение воды семенем, и оно набухает. Первые порции воды поступают в сухое семя под огромным давлением, этим объясняется парадоксальный на первый взгляд факт, когда в почти сухой почве семена набухают. Мощные покровы семян часто препятствуют проникновению воды внутрь семени, и тогда для облегчения доступа воды покровы семени разрушают перетиранием, надрезом, т.д. Этот способ предпосевной обработки семян называются скарификацией. (нанесение шрамов).

Кожура семени некоторых растений может быть очень плотной, и поэтому эти семена прорастают только после того, как пройдут через пищеварительную систему животных распространителей.

Во время прорастания резко усиливается дыхание зародыша. семенам разных растений необходимо различное количество воздуха. Так, семена риса, тимофеевки прорастают даже под водой при очень малом количестве воздуха, растворенного в ней. Семена же большинства цветковых растений нуждаются в обилии воздуха и под водой не прорастают.

Для успешного прорастания семян кроме воды и кислорода, необходима благоприятная температура. Для каждого вида растений существует минимальный, оптимальный, максимальный уровни температур для прорастания семян. Семена плодовых, лесных и многих других диких растений плохо всходят и в практике обычно прибегают к стратификации (воздействие низких температур), для чего семена еще осенью укладывают в ящик во влажный песок и закапывают его до весны в грунт. Без промораживания не всходят семена очень многих растений.

Собранные тотчас после созревания семена обычно не обладают всхожестью: они вступает в период покоя. У разных растений он имеет неодинаковую длительность - семена тополя, например, прорастают уже через 2 -3 часа после освобождения из плода. У большинства же растений период покоя семян достаточно длительный и всхожесть сохраняется в течение нескольких лет. У хлебных злаков долговечность семян достигает 7-12 лет, у дикорастущих- несколько десятков лет. Известен случай прорастания семян лотоса, пролежавших несколько сот лет а глубоких торфяниках Маньчжурии. Прорастание семян очень сильно зависит от строения семенных покровов. Тонкая, легкопроницаемая кожура обеспечивает быстрое прорастание, но плохо защищает внутренние части семени. Плотные, хорошо развитые покровы гарантируют продолжительную жизнеспособность, но снижают шансы на успешное прорастание семян и замедляют их распространение. В сою очередь, замедленность прорастания иногда может оказаться полезным приспособлением, если в результате ее момент прорастания совпадает с благоприятными условиями окружающей среды.

С наступлением благоприятных условий по температуре и влажности семена поглощают воду и при достаточном доступе воздуха прорастают, формируя проросток. Первым прорывает кожуру семени и выступает наружу зародышевый корень, который закрепляет новое растение в почве, снабжает его водой и минеральными веществами.

Различают надземный и подземный способы прорастания семян. В первом случае корешок, выпущенный семенем, остается в почве, а семядоля с почечкой выносится на поверхность. Во втором случае семядоли остаются в почве и даже не выходят из семенной кожуры, а на поверхность, к солнцу, выносится лишь почечка с первичными листьями. Разница эта связана прежде всего с тем, что семена разных растений неодинаково обеспечены запасом питательных веществ. Если запасов питания в семени вполне хватает для развития проростка до поры, когда у него разовьются настоящие корни и листья, прорастание идет по подземному типу. И семядоли лишь «перекачивают» питательные вещества из своих тканей или эндосперма в растущие ткани зародыша.

Рис.8. Если эти запасы в семени не слишком велики, семядоли выносятся над поверхностью почвы, в них образуются хлорофилл и они начинают работать как настоящие листья, создавая посредством фотосинтеза органические вещества и посылают их во все органы проростка.

Границу между корнем и стеблем называют корневой шейкой. Часть стебля между корневой шейкой и семядолями называют подсемядольным коленом, а участок между семядолями и первым настоящим листом - (надсемядольным коленом). У тех растений (например, дуб, горох, у которых при прорастании семядоли не выносятся на поверхность, надсемядольные и подсемядольные колена слабо выражены. У пшеницы часть семядоли разрастается в особое образование – щиток. Щиток присутствует в семенах всех 4000 видов злаков, который обеспечивает всасывание питательных веществ из эндосперма. Через почву пробивается почка, защищенная зародышевым листом – колеоптилем. Первый настоящий лист выходит наружу через прорыв семени.

В природе достаточно редко и такие растения, у которых семена прорастают на материнском растении и, уже проросшие, опадают, продолжая свою жизнь вне его – (мятлик живородящий, мангровые растения влажных тропиков). Так, мангровые деревья, произрастающие по берегам тропических морей в полосе прилива и отлива, обладают живорождением. Семена прорастают в плодах, прямо на дереве. Проросток, достигнув 30 см длины, попадает в ил и укореняется. Живорождение обеспечивает сохранность семян от смыва отливом моря. Таким образом, прорастание семян фактически является не началом, а продолжением жизни растения.

Раздел 7. Преимущества и недостатки семенного размножения Семя - типичный продукт полового размножения у семенных растений; согласно определению, это оплодотворенный семязачаток.

Преимущества

• Цветковые растения не нуждаются в свободной воде для опыления и поэтому лучше приспособлены к наземным условиям.
• Семя защищает зародыш.
• Семя содержит питательные вещества необходимые зародышу (либо в семядолях, либо в эндосперме).
• Семя обычно имеет приспособления для распространения.
• Семя способно оставаться в состоянии покоя и переживать неблагоприятные условия.
• Семя реагирует на благоприятные условия и иногда должно пройти период дозревания, т.е. прорастает не сразу.
• Семена образуются в результате полового размножения, а поэтому обеспечивают виду преимущества, связанные с генетическим разнообразием.

• Семена имеют относительно крупные размеры из-за находящихся в них больших запасов питательных веществ. Это затрудняет их прорастание по сравнению со спорами.
• Животные часто поедают семена ради содержащихся в них питательных веществ.
• Опыление часто зависит от внешних факторов (ветер, вода, насекомые). Поэтому оно (а значит, и оплодотворение) не всегда гарантировано, особенно если производится ветром.
• Потери семян велики, так как вероятность выживания каждою семени незначительна. Поэтому для обеспечения успеха родительское растение должно вкладывать в производство семян большие количества вещества и энергии.
• Запасы питательных веществ семени ограничены, тогда как при вегетативном размножении родительское растение доставляет дочернему растению питательные вещества до тех пор, пока это второе растение не станет вполне самостоятельным.
• У двудомных видов в размножении участвуют два растения, что повышает вероятность неудачи по сравнению с размножением при участии одной родительской особи.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие органы цветкового растения относятся к репродуктивным?
2. Что такое семяпочки?
3. Из какой части цветка формируется околоплодник?
4. Назовите основные условия прорастания семян.
5. По каким признакам отличаются семена разных растений?

Список дополнительной литературы:

1. Добролюбский О.К. Чудесные миллиграммы. – М.: "Молодая гвардия ", 1969.
2. Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. – М.: "Просвещение", 1979.
3. Мир культурных растений. – М.: "Мысль", 1994.
4. Цингер А.В. Занимательная ботаника. – М.: "Советская наука", 1954.
5. Энциклопедический словарь юного биолога. – М.: "Педагогика", 1986.

Задания:

1. Осенью, во время уборки картофеля, учитель попросил учеников принести для урока несколько плодов картофеля. На следующий день один из них принес пакет с клубнями этого растения. Со знанием ли дела выполнил ученик задание?
2. В репортажах журналистов можно услышать такую фразу: «произведен посев семян пшеницы на площади 75 гектаров». Какая ботаническая ошибка допущена в тексте?
3. Все ли семена перечисленных растений (морковь, кукуруза, томат, рожь, огурцы) прорастут при температуре + 4С и почему?
4. Назовите условия очень длительной сохранности семян, попавших в мощное торфяное болото.
5. Масса тысячи семян гречихи примерно 32 грамма. Норма высева на 1 га составляет 3 миллиона всхожих семян. Какова масса высеянных семян? Какую массу воды поглотят семена, если при прорастании они поглощают воды 40 % от своей массы? В чем сходство и отличия прорастания семян гречихи и фасоли?

Порядок выполнения заданий заочной школы:

1. Ответьте на предложенные вопросы, заполните таблицы, выполните другие задания, в случае необходимости перенеся условия на тетрадный лист в клеточку.

• отвечать можно в любом порядке;
• ответы типа «мы это не проходили» не принимаются – ищите и пробуйте!
• если Вы не можете ответить на все вопросы – не отчаивайтесь – это только первый шаг, дальше будет проще;
• напишите, какие вопросы были для Вас наиболее трудными.

2. Оформите ответ на листах в клетку разборчивым почерком.
3. На конверте, кроме адреса (662990, Красноярский край, г. Железногорск, ул. Красноярская, 36), напишите «Биология».
4. Внутрь конверта необходимо вложить пустой конверт с Вашим обратным адресом.
5. Ответ необходимо выслать в течение трёх недель после получения задания.

mognovse.ru

Пособие особенности строения и прорастания семен

koledj.ru

• 
  Каковы меры борьбы с грибами паразитами сельскохозяйственных растений
• 
  Где содержится лютеин в каких растениях и продуктах
• 
  Светодиодное освещение в аквариуме с растениями расчет освещения
• 
  Комнатные ядовитые растения фото и название и описание
• 
  Почему земля у комнатных растений покрывается белым налетом
• 
  Как в симс 4 перестать быть человеком растением
• 
  Какая жизненная форма растений характерна для представителей хвойных
• 
  Как называется искусство оформления интерьера с использованием растений
• 
  Окраска тех или иных частей растений зависит от
• 
  Для направленного роста растений в космосе предполагается применять
• 
  Скрестили при дигибридном скрещивании два растения одно дигомозиготное