Фасоль в разрезе для детей биология

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.

Человечество культивирует фасоль уже около пяти тысяч лет. Однако в Европу и в Россию эта культура попала лишь в восемнадцатом веке. В пищу употребляют семена и стручки фасоли, богатые белками, углеводами и витаминами.

Это полезное и красивое растение несложно вырастить на приусадебном участке. Для понимания нюансов ухода за фасолью познакомимся с особенностями строения и схемой прорастания семени фасоли.

Что представляют собой семена фасоли

Семейство бобовые, к которым относится фасоль, относится к классу двудольных растений.

Фасоль — это однолетнее травянистое самоопыляемое растение. В зависимости от сорта различают кустовую, полувьющуюся и вьющуюся формы.

Особенность строения корневой системы фасоли в том, что на отростках корня образуются клубеньки, содержащие азотфиксирующие бактерии. Симбиоз с такими бактериями помогает растениям усваивать свободный азот. Стержневой корень проникает вглубь почвы до 1 м.

Сухие двустворчатые плоды называют бобами или стручками. Они содержат несколько почковидных белой, красной или пестрой окраски семян. Размеры их варьируются от 8 до 25 мм.

Интересно. Фасоль обладает значительной пищевой ценностью. Аминокислоты растения по составу схожи с белками мяса и рыбы. Продукт содержит витамины, в основном группы В, минеральные вещества (калий, кальций, магний, фосфор). Большая часть полезных веществ сохраняется при консервации и температурной обработке.

Структуры семени с фото и их значение

Семя образуется после оплодотворения из семяпочки и несет в себе зародыш. В зародыше заложены две семядоли или эмбриональных листочка, зародышевый корешок и зародышевый побег. От пересыхания и повреждения зародыш защищает кожура. Более подробно рассмотрим, каково строение зародыша семени фасоли.

Зародышевый побег двудольного растения

Зародышевый побег состоит из подсемядольного колена (гипокотиля) и почечки.

Почечка имеет конус нарастания и несколько зачатков листьев. Из этих органов развивается главный побег растения.

Подсемядольное колено расположено между семядольным узлом, от которого отходят семядоли, и зародышевым корешком. По виду напоминает стебелек.

При благоприятных условиях гипокотиль начинает расти первым и выталкивает из семечка зародышевый корешок. Затем, активно развиваясь в длину, дугообразно изгибается и появляется на поверхности почвы. После росток выпрямляется и выносит семядоли и зародышевую почечку.

Зародышевый корешок

Зародышевый корешок состоит из сгустка клеток, способных интенсивно делиться, прикрытых корневым чехликом. Он первым появляется снаружи семени, закрепляется в почве и начинает всасывать влагу и питательные вещества.

Из зародышевого корешка развивается главный (первого порядка) корень. В результате разветвления главного корня у фасоли появляется стержневая многолетняя корневая система.

Семядоли

В процессе вызревания семени питательные вещества, необходимые для развития ростка, накапливаются в семядолях. После появления на поверхности почвы эмбриональные листочки зеленеют и начинают фотосинтез, обеспечивая рост главного побега из зародышевой почечки.

Когда первые листья достаточно разовьются, семядоли засыхают и отпадают.

Что такое прорастание семени

Вызревшие семена пребывают в состоянии покоя и могут длительное время находится в неблагоприятных условиях, сохраняя зародыш живым.

Переход от покоя к жизнедеятельности называют прорастанием. В зародыше ускоряются обменные процессы, и семена набухают. Первым появляется корешок, затем гипокотиль. Во время прорастания зародыш развивается, используя питательные вещества из семени.

Условия, необходимые для прорастания

Для прорастания необходима совокупность условий: живой зародыш, благоприятные температура и влажность, подходящий световой режим и доступ кислорода.

Температура

Прорастание возможно только при положительной температуре. Диапазон температуры, благоприятной для появления ростков, различен для растений разных групп и географического происхождения.

Для фасоли минимальная температура прорастания — +8 — +10°С, оптимальная — +20 — +22°С.

Влажность

Активация семян начинается при хорошем увлажнении. Вода усиливает дыхание и инициирует работу ферментов, под воздействием которых накопленные питательные вещества переходят в усвояемую форму.

Жиры преобразуются в жирные кислоты, крахмал — в сахара, белки — в аминокислоты. Наибольшее количество воды нужно для прорастания семенам, богатым белками, таким как фасоль и горох.

Кислород

Для активного обмена веществ, необходимого для роста, требуется кислород. Этот элемент участвует в реакциях синтеза внутри клеток.

Без доступа воздуха семечко прорасти не сможет, в плотной почве или под слоем воды оно погибнет.

Световой режим

Солнечный свет необходим для реакций фотосинтеза — образования питательных веществ. При недостаточном освещении проросток отстает в развитии или совсем останавливает рост.

Фасоль требовательна к интенсивности освещения, поэтому ее сажают на открытых, не затененных участках.

Заключение

Внутри плода (боба) располагается от 2 до 8 фасолин. Семена имеют почковидную форму, окрашены в зависимости от сорта в красный, белый, черный цвета. Размер колеблется от 8 до 25 мм. Как любое семя двудольного растения, фасолинка состоит из двух семядолей, наполненных питательными веществами, и зародыша. Защиту от повреждений обеспечивает плотная семенная кожура.

Для прорастания семян фасоли необходима совокупность благоприятных факторов: температура не ниже +10°С, высокая влажность, доступ кислорода и интенсивное освещение. Семена фасоли сохраняют всхожесть в течение 5-6 лет. При правильном проращивании и уходе фасоль порадует богатым урожаем питательных, полезных и вкусных бобов.

Семенные растения появились на нашей планете в процессе длительной эволюции, связанной с утверждением все более совершенных путей размножения, распространения и сохранения потомства. С появлением семян растения не только обрели новые способы расселения в «удобной упаковке», но и новые возможности сохранения потомства в наименее уязвимой форме и заботы о нем на ранних стадиях развития. Семя – это зародышевая стадия жизни растительного организма.

1. Семя – орган полового размножения растения. Строение семян

2. Строение семян двудольных растений

3. Строение семян однодольных растений

1. Семя – орган полового размножения растения. Строение семян

Семенные растения появились на нашей планете в процессе длительной эволюции, связанной с утверждением все более совершенных путей размножения, распространения и сохранения потомства. С появлением семян растения не только обрели новые способы расселения в «удобной упаковке», но и новые возможности сохранения потомства в наименее уязвимой форме и заботы о нем на ранних стадиях развития. Семя – это зародышевая стадия жизни растительного организма.

Все покрытосеменные, несмотря на свое многообразие, имеют общий план строения. Их органы подразделяют на вегетативные и репродуктивные.

Вегетативные (от латинского слова «вегетативус» – растительный) органы составляют тело растения и осуществляют его основные функции, включая вегетативное размножение. К ним относят корень и побег.

Репродуктивные , или генеративные (от латинского слова «генераре» – производить), органы, связанные с половым размножением растений. К ним относят цветок, плод и семя.

Сегодня мы как раз поговорим о семени, из которого вырастает растение. Мы заглянем внутрь семени и познакомимся со всеми его частями и органами.

Жизнь цветкового растения начинается с семян. Весной, когда земля освобождается от снега, многие люди торопятся поскорее посеять разные овощные культуры и цветы на грядках и клумбах. Что они сеют? Конечно же, семена. В землю на небольшую глубину закапывают сухое, небольшое (а иногда и совсем крошечное) семя. Обычно через 2-3 недели на том месте, где под слоем земли находилось семя, появляется маленькое зеленое растеньице – проросток. Чудо? Нет. Оказывается, в каждом семени спрятано будущее растение.

Семена растений различаются по форме, окраске, размерам, весу, но все они имеют сходное строение.

Семя состоит из:

• кожуры,
• зародыша
• и содержит запас питательных веществ.

Зародыш – зачаток будущего растения. В зародыше различают:

• зародышевые корешок,
• стебелек,
• почечку
• и семядоли.

Запас питательных веществ семени находится в особой запасающей ткани – эндосперме (от греческих слов «эндос» – внутри и «сперма»).

Цветковые растения имеют одну или две семядоли. Соответственно различают одно- или двудольные цветковые растения. А вот у хвойных (голосеменных) их несколько.

2. Строение семян двудольных растений

Внешнее строение семени фасоли. Познакомимся со строением семени фасоли. Оно крупное, и все его части можно легко рассмотреть. Извлечем семя из плода, намочим его в воде и рассмотрим. Семя фасоли почковидное, уплощенное, снаружи покрыто толстой семенной кожурой.

Кожура – плотный, прочный наружный покров, белая или различно окрашенная (зависит от сорта). Она надежно защищает семя от механического повреждения, высыхания, патогенных микроорганизмов и не дает ему прорасти до надежного и устойчивого установления благоприятных условий. Недаром мы поместили семена в мокрую тряпочку за 1,5-2 дня до урока, внимательно следили, чтобы она не высыхала, и содержали их в теплом месте. При мимолетном намокании вода внутрь не пройдет, т.к. сухая кожура плотно охватывает семя. У кожуры есть и другие функции, о них поговорим позже.

На брюшной стороне хорошо заметен след от семяножки, прикреплявшей семя к стенкам плода. Это рубчик, рядом – маленькое круглое отверстие – семявход. Через него к зародышевой семяпочке еще в цветке проникают мужские половые клетки – пылинки, и тогда происходит оплодотворение. Он и теперь сослужит хорошую службу. Сжимаем набухшее семя – через семявход выступает капелька воды. Какой можно сделать вывод?

– Через него в семя проникает вода!

– Правильно! Скоро мы убедимся, что и это не последняя услуга, которую окажет готовое отверстие своему семени.

Внутреннее строение семени фасоли. Снимем семенную кожуру. С намоченного семени она снимается легко, а сухого удалить ее очень трудно.

С набухшего семени кожура снимается легко, и обнажаются семядоли – первые, зародышевые, листья, а значит, они являются частью зародыша. Семядоли толстые, мясистые, т.к. содержат много питательных веществ. Раздвигать семядоли начинаем со спинной стороны, медленно и осторожно. Если повезет, обе дольки останутся сидеть на маленьком побеге, но в любом случае легко увидеть места их прикрепления.

Зародышевый корешок уже приготовился выйти наружу. Осторожно снимаем кожуру. Стоп!

– Где остановился корешок?

– Как раз напротив семявхода!

– Да, ему полагается первому выскочить наружу, закрепить семя в почве и начать добывать воду. С какими-то семенами это уже произошло.

Без видимой границы корешок плавно переходит в зародышевый стебель, на котором и сидят семядоли. В верхней части стебелек изгибается, унося внутрь семени от щели между семядолями зародышевую почку.

– А где же эндосперм? Чем же будет питаться зародыш?

«Упитанный» вид семядолей наводит на мысль:

– А семядоли на что?

Дело в том, что у фасоли и других ее родственников (бобовых) семядоли оказались особенно трудолюбивыми и заботливыми няньками зародыша. Они заблаговременно перекачали все питательные вещества из эндосперма в себя. Окруженный такой заботой зародыш сформировал зачатки всех вегетативных органов будущего проростка, и при благоприятных условиях прорастание происходит очень быстро. (У многих других растений зародыш развит гораздо слабее.)

На этом их забота о зародыше не заканчивается.

В плотных дольках, как в люльке, надежно укрылась нежная почка, и во время прорастания именно семядоли пробьют дорогу молодому побегу сквозь грунт, защитив почку от повреждения.

А молодые листики могут не спешить приступать к своим обязанностям – кормить растение продуктами фотосинтеза. И эту обязанность на первых порах возьмут на себя семядоли. Выйдя на поверхность, они заметно подрастут, позеленеют, и мы увидим на них многочисленные жилки проводящей системы. Они активно будут кормить молодой побег. А когда он войдет в силу, сморщатся, засохнут и отомрут. Вот какой это замечательный орган – семядоли!

Вспомним, какие еще растения выносят на поверхность свои крупные семядоли. Это огурцы, тыквы, кабачки и др.

А вот горох – нет. Его семядоли остаются под землей и поддерживают растущий побег лишь находящимися в них веществами.

Не у всех растений семядоли заранее вбирают в себя питательные вещества из эндосперма. Некоторые частично или полностью откладывают эту работу на момент прорастания. Перекачивание питательных веществ – сложный биохимический процесс, подобный перевариванию пищи.

Семядоли вырабатывают специальные вещества, растворяющие эндосперм, и превращают его в легко усваиваемую пищу для зародыша. Это особое «детское питание», как и полагается малышам! Позже мы узнаем, что эндосперм – это не простое хранилище питательных веществ, он тоже возникает в результате оплодотворения, отчего питательные вещества приобретают особую ценность. Эндосперм самым наилучшим образом способствует закреплению и развитию всех полезных свойств и качеств обоих родителей.

Лиши семя эндосперма (как собственно эндосперма, так и семядолей) – и зародыш развиваться не будет, погибнет, и семя не даст потомства. Семядоли есть у всех семенных растений, но их количество, форма и время работы различны.

Таким образом, зародыш обладает теми же вегетативными органами, что и взрослое растение. У зародыша есть корень и побег. Зародышевый побег состоит из стебелька, двух зародышевых листьев (семядолей) и почечки.

Растения, зародыш которых имеет две семядоли, относят к двудольным. Это – картофель, томаты, морковь, яблоня, дуб, огурцы и многие другие растения.

Большинство двудольных растений имеет семена с эндоспермом.

Эндосперм хорошо представлен в семенах помидоров, баклажанов, сирени, мака и липы.

В семенах льна, яблони эндосперм хотя и имеется, но он невелик, и питательные вещества запасены также в зародышах, преимущественно семядолях. У тыквы, подсолнечника, семенах эндосперм практически отсутствует и запасные вещества отложены в семядолях.

3. Строение семян однодольных растений

Теперь рассмотрим семя пшеницы. Пшеница, как и все злаки, – растение однодольное. Сначала рассматриваем семя в лупу. Снаружи – кожура. Вверху на ней – хохолок из тоненьких волосков, на противоположном, нижнем, конце – едва заметный бугорок. Здесь находится зародыш. На приготовленном препарате рассматриваем его строение под микроскопом. Легко находим зародышевую почку из нескольких листиков, зародышевый корешок, а вот контуры стебелька почти не просматриваются, сливаются с семядолей, но он точно должен быть между почкой и корешком.

– А где же сама семядоля?

– Она, как щит, отделяет названные части зародыша от эндосперма, занимающего большую часть семени, и называется «щиток». Граница с эндоспермом просматривается четко. Пограничный слой клеток имеет особое строение и состоит из поперечно вытянутых клеток. Когда наступает время прорастания, эти клетки еще более вытягиваются, внедряются в эндосперм и, растворяя его, активно всасывают, подобно корню, питательные вещества, перекачивая их в зародыш.

Если сделать продольный разрез зерновки, то мы увидим, что зародыш расположен у основании семени. Основную часть зерновки составляет эндосперм.

На препарате продольного разреза зерновки под микроскопом видны органы зародыша, зародышевый корешок, стебелек и почечка. Семядоля расположена сбоку зародыша на границе эндоспермом и имеет форму щита, только очень маленького, поэтому семядолю и называют щитком.

Зародыш пшеницы, как и других хлебных культур, имеет своеобразное строение и отличается от других однодольных растений боковым положением семядоли и крупной, хорошо сформированной почечкой.

Растения, зародыши которых имеют одну семядолю, называют однодольными.

Среди однодольных встречаются растения, например стрелолист, частуха подорожниковая, семена которых не имеют эндосперма. В таких семенах запасные вещества сосредоточены в зародыше.

Закрепление полученных знаний.

Давайте сравним семя фасоли с семенем зерновки пшеницы. Итак, что же у них общего?

Общее в строении семени фасоли и пшеницы то, что семена имеют семенную кожуру, запас питательных веществ и зародыш.