Какие растения имеют семена

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Современная биология внимательно изучила части растений, отвечающие за процесс размножения. Многоклеточная структура сформировалась в процессе эволюции. Благодаря ей живые организмы получили способность расселяться на обширных территориях. Строение семени отличается у разных видов. Однако у всех цветковых эти образования имеют общие морфологические черты.

Виды семян

Существует несколько классификаций семян по разным признакам:

По форме различают шаровидные, дисковидные, чечевицеобразные, удлиненные и прочие.
По размеру семена бывают мелкими и крупными.
В зависимости от характера поверхности выделяют гладкие, шероховатые, бороздчатые, ребристые семена.
Семена с присемянником и без такового.
В зависимости от локализации питательных веществ: они могут располагаться в эндосперме, семядолях, перисперме.
По количеству семядолей растения делятся на однодольные и двудольные.
У плодовых культур различают семена в виде костянок, семечек, орехов.

Кроме того, все растения делятся на 2 большие группы — голосеменные и покрытосеменные. В первую группу входят хвойные растения, саговниковые, тисовые, гинкговые и некоторые другие. В группу покрытосеменных входят все растения, образующие цветки и плоды.

Строение голосеменных

У этой группы растений семена находятся на поверхности особой структуры — семенной чешуи. Это многоклеточное образование включает в себя эндосперм, зародыш и семенную кожуру. Центральная часть семязачатка называется нуцеллусом. Эта структура имеется у семян только до оплодотворения. Постепенно нуцеллус вытесняется эндоспермом.

У растений семейства саговниковых и гинкговых семенная кожура состоит из трех слоев:

наружный — саркотеста — имеет мягкую мясистую консистенцию;
средний слой — склеротеста — самый твердый из всех;
внутренний — эндотеста — имеет вид тонкой пленки у зрелых семян.

Зрелые семена могут поедаться животными. При этом склеротеста остается неповрежденной, семена таким образом распространяются.

У тисовых и некоторых других видов вокруг семян имеется видоизмененная женская шишка — ариллус. Эта часть яркая и мясистая. Она съедобна для птиц, а у некоторых видов растений — и для человека.

Внешняя структура покрытосеменных

Сверху семена растений этой разновидности покрыты кожурой. Такая оболочка имеет значительную плотность и защищает внутреннее содержимое от повреждений. Окраска семенной кожуры бывает самой разнообразной. Даже у одного вида (например, фасоли) она может иметь несколько оттенков. У части растений поверхность семян гладкая, но у многих видов кожура покрыта разнообразными шипиками, волосками, сосочками и другими образованиями. Все выполняют функцию распространения растений и переноса их на большие расстояния.

Семя соединяется с плодом при помощи небольшой перемычки — семяножки. Место, к которому она присоединяется, носит название рубчика. У большинства крупных семян рубчик более светлый и хорошо заметен даже на расстоянии. Рядом с рубчиком располагается микроскопическое отверстие — микропиле или семявход. Через него внутрь попадает влага и осуществляется дыхание. Когда в семени начинает образовываться зародыш, его корешок располагается как раз рядом с микропиле. Со временем он выходит наружу.

Внутреннее содержимое

Если рассмотреть строение семени изнутри, можно определить 2 основных компонента — эндосперм и зародыш. Следует заметить, что первый компонент имеется не у всех видов растений. Эта часть представляет собой особую растительную ткань. В ней накапливаются питательные вещества, необходимые зародышу для развития и роста. В клетках эндосперма содержится большое количество крахмала, протеинов и растительных жиров.

У цветковых растений эта структура имеет 3 типа развития:

Нуклеарный, или ядерный, тип сопровождается быстрым делением клеточных ядер. Формирование клеточных стенок при этом типе развития запаздывает. В результате большое число ядер остается свободно лежать в цитоплазме. Такое деление характерно для большинства двудольных.
Целлюлярный, или клеточный, тип характеризуется образованием клеточных стенок сразу же после формирования ядра. Этот тип присущ многим видам двудольных. Из однодольных растений клеточный тип характерен для рясковых и аронниковых.
Гелобиальный тип — особый вариант развития. После деления ядра сразу формируется клеточная мембрана, которая делит гаметофит на 2 части. Большая из них называется микропилярной, а меньшая — латеральной. Далее в микропиллярной части образуется некоторое количество молодых ядер. По мнению некоторых биологов, гелобиальный тип является промежуточным между клеточным и ядерным типами.

Степень развития эндосперма зависит от того, насколько примитивно растение в эволюционном отношении. У наиболее продвинутых растений эта часть семени выражена очень слабо или отсутствует вовсе. Редукция обусловлена увеличением зародыша.

Зародыш семени имеет следующее строение:

Семядоли, или зародышевые листки. По количеству этих образований все цветковые растения делятся на однодольные и двудольные. У хвойных растений бывает большое количество семядолей. Каждая из долей покрыта тонкой кожицей — эпидермисом. Клетки этого образования накапливают большое количество крахмала и других питательных веществ.
Зародышевый корешок — часть, из которой в будущем развивается полноценный корень. Он состоит из конуса нарастания, прикрытого сверху корневым чехликом.
Зародышевый побег — включает в себя стебелек и почечку. Последняя состоит из конуса нарастания и зачатковых листочков. В дальнейшем из почечки развивается главный побег. Место, от которого отходят семядоли, называется семядольным узлом.

Проще всего исследовать устройство двудольных путем опытов с фасолью и горохом. Проращивание этих культур дает наглядное представление о строении и развитии зародыша и его дальнейшей трансформации.

Особенности отдельных видов

Наиболее типично для всех двудольных строение семени фасоли. Оно имеет форму боба, одна сторона которого вогнутая, а другая выпуклая. На вогнутой стороне имеется хорошо заметный светлый рубчик и микропиле. Цвет кожицы может быть от белого или кремового до коричневого или фиолетового.

Если снять с фасолины кожицу, можно увидеть 2 мясистые семядоли и зародыш. Корешок располагается ближе к выходу и самым первым появляется снаружи, если создать подходящие условия для прорастания. Семядоли у фасоли располагаются супротивно. Они толстые и мясистые. По сути это зачаточные листочки будущего растения. Кроме питания, семядоли обеспечивают защиту зародышевому корешку и стебельку.

Строение семени тыквы также имеет свои характерные черты. Это растение также относится к разряду двудольных. Оно не имеет эндосперма, поэтому питательные вещества накапливаются в двух мощных семядолях. Размеры семян достигают 1 см. Сверху они покрыты плотной кожицей золотисто-желтого цвета.

Особенно интересно с морфологической точки зрения строение семени пшеницы. По сути, пшеничное зерно — это плод. Его ткани представлены очень тонкой пленкой, покрывающей наружную часть, — плодовой оболочкой. Остальная часть представляет собой семя. Вдоль него проходит тонкая бороздка, а в ней располагается рубчик. Основную часть зерновки пшеницы занимает эндосперм, а зародышу остается совсем немного места.

В состав зародыша входят щиток, корешок, стебелек и почечка. Щиток представляет собой видоизмененную семядолю. Он имеет вид тонкой пластинки и очень плотно прилежит к эндосперму. Значение щитка заключается в получении питательных веществ из эндосперма и поставке их зародышу.

Структуру плодовых можно рассмотреть на примере строения семени яблони. Внешне оно имеет острый носик или основание и широкую закругленную вершину. Кроме того, различают брюшную (вентральную) и спинную (дорсальную) стороны. Последняя имеет более крутой изгиб. По брюшной стороне проходит сосудистый пучок, через который поступают питательные компоненты от яблока. Костянки имеют похожую схему строения, но у них дополнительно выделяют бока — части, находящиеся между брюшной и спинной сторонами.

Таким образом, большинство семян цветковых видов имеют много общих черт. У голосеменных растений эта часть имеет значительные отличия.

В ходе эволюции многие растения, которые раньше размножались спорами, приобрели одну важную особенность: у них появились семена. Для нормального развития спорам требовалось большое количество воды, однако далеко не всегда такие условия имеют место.

Строение же семени растения таково, что внутри него уже имеется достаточный для прорастания запас воды и питательных веществ. А значит, семена, распространяясь по ветру и другими способами, могут прорастать на довольно больших расстояниях от источников воды. Таким образом, разнообразные представители флоры заняли большую часть суши.

Что такое семя

Семя представляет собой сложную многоклеточную структуру, имеющую определенные функции.

После процесса оплодотворения в семени формируется зародыш, а затем и полноценное новое растение.

А значит, семя необходимо для размножения и распространения многочисленных представителей флоры, населяющих нашу планету.

Семя нередко называют органом, предназначенным для размножения, хотя по большому счету оно не является органом в прямом значении этого слова. Скорее, это особая структура, в которой содержатся клетки нескольких поколений жизненного цикла (2 или 3).

Многие склонны считать семена зачатками новых растений, в этом случае подразумевается, что из одного семени при наличии подходящих условий в дальнейшем сформируются полноценные взрослые особи.

Семя имеет сложную структуру. В его состав входит зародыш, который принято считать основным элементом, и несколько дополнительных (добавочных), задачей которых является обеспечение нормального роста зародыша и его защита.

Какие растения размножаются семенами

Семенной способ размножения характерен для большинства высших растений.

Односемянные растения (пример: подсолнечник, желудь, семянка, различные виды орехов).
Многосемянные (смородина, крыжовник, черника).
Злаковые и зерно (пшеница, рис, ячмень).
Плодовые растения и кустарники (названия: яблоня, грушевое дерево, слива, персик, различные ягоды).
Овощные культуры и бобы (фасоль, томаты, огурцы).
Другие сельскохозяйственные растения (лен, хлопок).

В зависимости от типа растения семена у них могут быть различными. Таким образом, все культуры, имеющие такой способ размножения, делят на 2 больших вида — голосеменные и покрытосеменные.

Строение

В зависимости от типа растения и его структуры выделяют различные виды строения семени растений.

Голосеменные

Голосеменными принято называть многолетние растения, семена которых не защищены внешней оболочкой, помимо семенной чешуи (отсюда и название вида). У таких представителей флоры отсутствуют цветки и плоды, а опыление осуществляется при помощи ветра. Эти растения принято относить к разряду высших из-за их сложного строения (наличия корней, стебля, листьев и других структур).

Семя формируется на поверхности специальной чешуи, оно имеет сложную многоклеточную структуру.

Само семя состоит из эндосперма, зародыша и чешуи, защищающей их от воздействия окружающей среды (как правило она яркого цвета).

До того как растение будет оплодотворено, место эндосперма занимает нуцеллус – часть зачатка растения, которая после оплодотворения практически полностью разрушается, заменяясь эндоспермом.

Гаплоидный эндосперм у таких растений формируется из тканей женской половой клетки.

Чешуя имеет сложное строение, включает в себя несколько слоев:

мягкий саркотест – наружный слой,
более плотный и твердый склеротест – средний слой,
внутренний слой эндотест, который к моменту созревания семени истончается, превращаясь в пленку.

Покрытосеменные

Покрытосеменные (цветковые) растения появились на планете сравнительно недавно (позже, чем голосеменные), при этом они представляют собой наиболее совершенную и многочисленную форму развития. Это различные многолетние и однолетние растения, деревья, кустарники, цветущие травы (данная форма характерна преимущественно для цветковых растений).

Эти виды отличаются наличием плодов, которые бывают сочными (например, яблоневый плод, груша, смородина) или сухими (например, стручок). Также плоды могут быть многосемянными или односемянными (например, костянка).

Несмотря на все многообразие видов, все эти растения имеют приблизительно одинаковое строение семян.

Отличительной их особенностью является то, что все они находятся внутри плода покрытосеменных (у голосеменных растений семена расположены на поверхности) и защищены его тканями. Внутри семена состоят из эндосперма, зародыша, а снаружи они покрыты кожурой.

Семенная кожура

Все семена оснащены семенной кожурой. Это внешний слой семени, имеющий плотную структуру. Этот элемент имеет защитную функцию, предохраняет эндосперм и зародыш от высыхания и вредного воздействия окружающей среды, а также от механических повреждений.

Кожура формируется из тканей почки растения. Когда зародыш сформировался, на поверхности кожуры появляется микропиле – небольшое отверстие, через которое пробивается росток.

Эндосперм

Под кожурой располагается эндосперм — мягкая структура, обладающая запасом необходимой влаги и питательных веществ, без которых невозможно полноценное развитие зародыша.

Изначально структура эндосперма не имеет четкого клеточного деления, когда цитоплазма и ядра отдельных клеток не полностью разграничены друг от друга клеточной мембраной. С течением времени клетки эндосперма приобретают привычную форму и более плотную мембрану.

Клетки эндосперма могут быть различными, выделяют:

гаплоидные,
диплоидные,
триплоидные,
полиплоидные формы.

Перисперм

Это дополнительная структура, имеющая сходные с эндоспермом функции. Однако в нем содержится значительно меньший запас питательных веществ (в основном это крахмал и жировые соединения).

Зародыш

Зародыш принято называть зачатком будущего растения. Он расположен под семенной оболочкой и окружен эндоспермом. В большинстве случаев этот элемент имеет сложную структуру.

Выделяют фрагменты зародыша:

корешок,
стебель зародыша,
семяпочки,
семядоли (около 75 % цветковых имеют 2 такие доли).

В зависимости от типа растения количество долей может варьироваться. Так, у покрытосеменных чаще всего имеются 1 или 2 доли, у голосеменных это количество значительно больше. Основной задачей таких долей (в особенности, у однодольных является обеспечение внутренних обменных процессов, и, как результат, полноценное формирование крепкого зародыша).

Особенности

Несмотря на то, что внутренняя структура семян одинакова, каждый вид имеет свои особенности, касающиеся формы и размеров.

В зависимости от формы принято выделять следующие виды:

Шарообразные (горох, просо, некоторые сорта кукурузы и крестоцветных.
Чечевицеобразная форма, при которой ширина и длина примерно равны, а толщина значительно уступает по размерам. Такая форма характерна для семян чечевицы.
Эллиптическая форма (большинство сортов бобовых). Толщина в этом случае равна ширине, а длина превышает эти показатели.
Удлиненная форма (большинство видов злаковых, яблоко). Все размерные показатели отличаются друг от друга, длина семени значительно превосходит другие параметры.
Треугольная форма (гречиха, сорные растения). Все грани семени расположены в треугольной плоскости.

Какие бывают размеры

В зависимости от сорта растения и уровня влажности среды, в которой оно развивалось (чем выше влажность, тем более крупными будут семена), размеры семян могут быть различными.

Большая часть семян растений обречена на гибель, но размножение семенами дает растениям и множество преимуществ. Семена развиваются из одной или нескольких семяпочек (семязачатков), находящихся в завязи пестика, после оплодотворения. В семени находятся зачатки всех вегетативных органов — корня, стебля и листьев, а также запас питательных веществ, без которых проросток не может обойтись, пока у него не разовьются зеленые листья.

Многообразие семян

Семена чрезвычайно многообразны по размерам и внешнему виду. Самые мелкие семена имеет паразитическое растение вертляница, ее семечко весит 0,000003 г. А вот семя сейшельской пальмы достигает веса 20 кг. Большинство семян покрыты кожурой, защищающей зародыш. Иногда кожура разделяется на внешнюю и внутреннюю. Например, у семян граната и крыжовника мясистая наружная кожура и твердая внутренняя. Кожура семян ореха очень тонкая, поэтому его плод одет в прочный панцирь. Наиболее плотную кожуру имеют семена растений семейств бобовых, мальвовых, тыквенных, а также большинства пальм. Отдельные паразитические растения совсем не наделяют свои семена кожурой, это ускоряет процесс прорастания зародыша.

У некоторых растений (камнеломка, гречиха) семена прорастают в еще незрелых плодах на материнском организме. Это явление получило название вивипарии (живорождения). Одни семена могут оставаться жизнеспособными очень долгое время, а другие погибают через несколько часов, если не попадут в почву.

Бобовые

Проще всего познакомиться со строением семени на примере крупного семени фасоли (двудольного растения). Если семя предварительно замочить, то оно набухает, и его плотная кожура, предохраняющая семя от высыхания и повреждений, лопается и легко снимается. Под ней находится зародыш семени, большую часть которого составляют две большие семядоли, в которых и находится запас питательных веществ. По своей природе семядоли — это сильно видоизмененные листья.

У фасоли при прорастании они выносятся вверх, зеленеют, но отпадают, когда питательные вещества в них иссякнут. Семядоли крепятся к зародышевому стебельку, оканчивающемуся почечкой. Если вооружиться лупой, то можно рассмотреть, что почечка состоит из зародышевых листочков, окружающих бугорок — конус нарастания, или апекс. Из этой почечки и развивается побег — стебель с листьями, нижняя часть которого переходит в зародышевый корень, который станет главным корнем.

При попадании семени в подходящие условия влажности и температуры именно корешок начинает расти первым, прорывает семенную оболочку выходит наружу, закрепляется в почве и начинает всасывать воду.

Злаковые

Семя пшеницы (однодольного растения) устроено иначе. Оно тоже покрыто кожурой, но она плотно облегает семя, и чтобы рассмотреть его внутреннее строение, семя надо разрезать вдоль по хорошо заметной борозде. Вся внутренняя часть семени занята белым содержимым, но это не семядоля, а запасающая ткань эндосперм, содержащая питательные вещества.

Зародыш пшеницы совсем крохотный, но в хорошую лупу можно рассмотреть, что он тоже состоит из зародышевой почечки, переходящей в зародышевый корешок. Есть в этом зародыше и единственная семядоля, плотно прилегающая к эндосперму, но она очень маленькая и плоская, ее называют щитком. Через нее проросток и получает питательные вещества из эндосперма. При прорастании семени зародышевый стебелек быстро увеличивается в длину и выносит почечку, которая становится похожа на толстую иглу, к поверхности почвы.

Для прорастания семени необходимы вода, кислород и тепло. Но многим семенам нужен еще и период покоя, а некоторые прорастают только после периода охлаждения — это приспособление, обеспечивающее прорастание семян именно весной. Семена некоторых растений могут оставаться жизнеспособными очень долгое время. Семена злаков пустыни Сахары способны десятилетиями ждать дождя, чтобы пуститься в рост, причем это должен быть очень сильный дождь — в оболочке семян есть вещества, тормозящие прорастание, и они должны быть вымыты из нее водой. А рекорд в этом принадлежит лотосу, семена которого проросли, пролежав в торфе 2 тыс. лет.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Вы уже знаете, что рост и развитие растений могут начинаться со споры или семени. Какие растения размножаются спорами, а какие — семенами? Какие организмы имеют преимущества и почему?

Семя — это репродуктивный (генеративный) орган семенных растений, состоящей из зародыша и запасающей ткани, покрытых семенной кожурой.

После оплодотворения в растительном организме происходят важные процессы, в ходе которых формируется семя и плод. Семена разных видов растений сильно различаются. Одни из самых мелких семян (0,001 мг) встречаются у орхидей , их можно рассмотреть только с помощью увеличительного стекла, а самые крупные (18—20 см) — у гигантской веерной пальмы .

Разнообразие семян: а — ива; б — мак; в — конский каштан; г — грецкий орех; д — миндаль; е — клещевина; ж — фиалка; з — ясколка; и — авокадо

Строение семени . Каждое семя содержит зародыш будущего растения и запас питательных веществ, которые поддерживают жизнь зародыша и помогают ему развиваться при прорастании. Зародыш — главная часть семени. Он состоит из зародышевого корешка и зародышевого побега . В побеге различают зародышевые стебелёк, почечку и листья. Зародышевые листья — семядоли — защищают зародышевую почечку и могут содержать запас питательных веществ ( горох, капуста, лимон ). Другие растения ( лук, картофель, рожь ) хранят свой запас питательных веществ в особой запасающей ткани — эндосперме (от греческих слов эндос — внутри, сперма — семя). Кроме эндосперма, питательные вещества могут находиться в других частях семени.

Зародыш — это молодой формирующийся организм многоклеточных растений, неспособный к самостоятельному питанию (питается только запасом питательных веществ, находящимся в семени).

Семядоли — это первые листья зародыша. У некоторых растений в семядолях находится запас питательных веществ.

Снаружи семена покрыты плотной семенной кожурой . Она защищает внутреннее содержимое семени. На кожуре располагаются рубчик — след от крепления семени к стенкам плода — и семявход. Семявход — это микроотверстие, через кото рое в семя при прорастании проникает вода.

Семена разных растений имеют свои особенности и строение. Так, у ржи и чеснока зародыш очень маленький, почти всё семя заполняет эндосперм. У груши и сливы зародыш сильно разрастается и заполняет почти весь объём семени. Эндосперм представлен лишь небольшим слоем клеток. У фасоли и огурца запас питательных веществ в основном находится в крупных семядолях зародыша. Вы уже знаете, что рост и развитие растений могут начинаться со споры или семени. Какие растения размножаются спорами, а какие — семенами? Какие организмы имеют преимущества и почему?

Среди цветковых различают двудольные и однодольные растения. Двудоль ными называют растения, зародыш которых имеет две семядоли ( фасоль, роза, слива, тополь ). Растения, имеющие одну семядолю в зародыше, называют од нодольными ( овёс, лук, ландыш ).

Семена орхидей, растений-паразитов содержат очень мало питательных веществ, или они полностью отсутствуют. Как вы думаете, с чем это связано?

Значение семян в природе и жизни человека . Для растения семя — орган размножения и расселения, с его помощью продолжается жизнь растений на Земле. Семя защищает зародыш. В сухих семенах жизнь сохраняется годами, а в замороженном виде — в течение сотен лет и даже больше. Семена люпина арктического проросли, пробыв в вечной мерзлоте свыше 15 тысяч лет, а семена лотоса проросли, пролежав в торфянике свыше 2 тысяч лет.

Семена — ценный корм для многих животных, прежде всего для птиц и некоторых зверей (грызуны, соболь, белка, медведь).

Для человека семена — ценный источник питания. Муку, крупы получают прежде всего из таких важных культур, как пшеница, кукуруза и рис . Растительные масла получают из семян подсолнечника, кукурузы, горчицы, хлопчатника, винограда и других культур. Используют семена также в качестве приправ и для получения лекарств.

Самые крупные семена у лодоции , или у гигантской веерной пальмы . Она растёт на Сейшельских островах в Индийском океане. Длина семян до 20 см. Плод без кожуры имеет массу 15 кг, а весь плод весит 25 кг.

Все семена состоят из кожуры и зародыша. Главная часть семени — зародыш, он состоит из зародышевого корешка, побега и семядоль. Питательные вещества могут находиться в семядолях или эндосперме. Различают однодольные и двудольные растения.

Читайте также: