Каким образом семена распознают в каком направлении следует расти
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
Семя - генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев - семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.
Семенная кожура - обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие - семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс - набухание семени.
Эндосперм - запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).
В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют - щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
А точнее - кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
До момента, когда растение начнет фотосинтезировать - вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо - в эндосперме.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C - огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C - укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.
Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте - лук, конопля.
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток - стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Распространение семян — необходимое условие для существования и процветания растений, поскольку именно так они могут самым эффективным способом продолжить существование своего вида и расширить территорию его произрастания.
Задания
1. Выясните, как распространяются плоды и семена растений, растущих около вашего дома.
Около моего дома растут растения, которые распространяют свои семена при помощи ветра. Это берёза, клён и одуванчик.
Также возле моего дома растут семена, семена которых распространяют животные и птицы: дуб, рябина, боярышник, подорожник и репейник.
2. Соберите семена деревьев и кустарников. Часть их посейте на школьном участке, а остальные сдайте в ближайший питомник или лесничество.
Мы с ребятами решили попробовать вырастить на школьном участке новые берёзы. Для этого мы собрали семена и начали выращивать саженцы.
3. Соберите семена декоративных культурных и дикорастущих растений, а также семена лекарственных и редких растений для посева на учебно-опытном участке.
Семена декоративных культурных и дикорастущих растений лучше всего собирать в осенний период.
Изучение направления роста корня и побега растения
1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Николо-Урюпинская основная общеобразовательная школа г.о. Красногорск Московской области
1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Николо-Урюпинская основная общеобразовательная школа г.о. Красногорск Московской области
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Человек уже давно обратил внимание на действие света на растения. Еще в древних литературных источниках были описаны изменения положений органов растений, названные гелиотропными. "Гелиос" означает по-гречески "солнце", а гелиотропный - "направленный к солнцу". Греческий философ Теофраст, основоположник научной ботаники, упоминал, что почти все листья обращены своими верхними сторонами к свету. Некоторые цветки с утра обращены в сторону восходящего солнца и в течение дня следуют за ним вплоть до его заката. Ответные реакции растений на свет, фототропизм, можно наблюдать как в природе, так и у комнатных растений. Как раз комнатные растения особенно часто реагируют на освещение с одной стороны, у них наблюдается характерное положение стебля и листьев. Но, даже если растение поместить в темный шкаф, его побеги будут тянуться вверх. И на направление роста корней свет тоже не оказывает влияния.
Актуальность: если знать, как и почему будет меняться направление роста разных частей растения, то можно регулировать этот рост
Проблема: как можно использовать особенность направление роста побегов для озеленения помещений?
Гипотеза: если посадить растение корнями вверх, то они все-равно будут расти вниз, а стебель по направлению вверх. Положение семени в почве не будет влиять на направление роста корешка зародыша.
Цель: Изучить в каком направлении будут расти корень и побег растения при изменении их положения.
Объект исследования: рост побегов и корней
Предмет исследования: направление роста побегов и корней
1.Изучить литературу по данному вопросу.
2. Разработать методику для проведения экспериментов
3. Поставить эксперименты, доказывающие геотропизм у разных частей растения.
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Что такое геотропизм?
Геотропизм – направленные ростовые движения растений, вызванные силой земного притяжения.
Геотропизм бывает положительный (направленный в сторону силы тяжести) и отрицательный (направленный в противоположную сторону действия силы тяжести). Поэтому для стебля геотропизм будет отрицательным, а для корня — положительным. [2]
1.2. Геотропические изгибы у растений.
Если молодое, ещё растущее, растение положить горизонтально, то через некоторый промежуток времени, различный для разных растений, обычно несколько часов, конец корня загнётся вниз, а конец стебля — вверх. Такие геотропические изгибы можно наблюдать лишь в зоне роста, а участки, которые перестали расти, не изгибаются; от длины растущего участка зависит и форма изгиба: у корней (с коротким участком роста) изгибы крутые, у стеблей (с длинной зоной роста) они имеют форму пологой дуги. У злаков изгиб происходит на месте узла , и стебель поднимается вверх ломаной линией. Самые геотропические изгибы происходят вследствие неравномерного роста в длину двух противоположных сторон органа. При изгибе корня верхняя сторона растёт сильнее, нежели нижняя; при изгибе стебля — как раз наоборот. Отрицательный геотропизм стебля – явление активное, жизненное. Относительно же корня можно было бы предположить, что изгиб его пассивен, что он склоняется вниз лишь вследствие собственной тяжести.
Кроме стеблей, растущих под влиянием геотропизма вертикально, встречаются и горизонтально растущие стебли, это большей частью корневища и столоны (усы).
Изменение геотропической реакции может происходить и под влиянием внешних воздействий, например, пониженной температуры, вызывающих прижимание побегов к земле у альпийских или полярных растений, а также под влиянием некоторых газов, например, этилена. [1]
Глава 2. Изучение направления роста частей растений
2.1. Изучение направления роста корней
Мы взяли 5 химических стаканов на 100 мл и налили в них немного воды. Затем нарезали из картона прямоугольники и привязали к ним ниткой семена фасоли (Фото 1). Первые семена фасоли проросли на 3-ий день, а через неделю проросли все. Корни росли вниз, а стебелек и первые листочки росли вверх (Фото 2).
Фото 1. Проращивание семян фасоли
Фото 2. Проросшие семена фасоли.
Через две недели картонки с семенами перевернули на 180 0 . (Фото 3)
Фото 3. Семена фасоли, перевернутые на 180 0
2.2 Изучение направления роста побегов
Для опыта взяли 5-тилитровую бутылку и срезали верхнюю часть. Затем с каждой из четырех сторон сделали по 2 отверстия. Эту бутылку наполнили землей. В вырезанные отверстия горизонтально мы посадили побеги томатов (Фото 1).
Фото 4. Горизонтальная посадка побегов томатов
Для следующей части опыта мы взяли цветочный горшок с большими отверстиями в дне. В этот горшок насыпали землю и пролили водой. Прикрыли сверху и перевернули. В отверстия в дне посадили побеги томатов (Фото 5). Затем мы горшок снова перевернули и подвесили при помощи шпагата на штатив (Фото 6).
Фото 5. Посадка побегов томата в дно горшка.
Фото 6. Посадка побега в направлении вниз.
Через несколько дней мы заметили, что в стаканчиках с семенами фасоли корни изменили направление роста: стали снова расти вниз, а стебель с листьями изогнулся вверх и в сторону света (Фото 7)
Фото 7. Рост проростка после поворота семени на 180 0
Новые побеги, которые появлялись на растениях томата, все росли вверх (Фото 8)
Фото 8. Геотропизм побегов
Из проведенных экспериментов можно сделать вывод, что, если посадить растение корнями вверх или изменить положение его побега в пространстве, то оно будет расти вверх. Без разницы, как будет посажено семя, побег всё равно будет расти вверх, а корень вниз.
Работая над проектом, мы узнали, что такое фототропизм и геотропизм, как он проявляется у растений. Мы научились правильно сажать растения, проращивать семена, ставить эксперименты, проводить наблюдения, описывать результаты и делать выводы
Гипотеза подтвердилась: действительно, побеги всегда растут по направлению вверх, а корни вниз.
Это свойство роста растений можно использовать для декоративного озеленения помещений и сада.
Закончена очередная порция наших опытов с растениями:) В этот раз мы с Катей изучали вопрос: все ли семена прорастают корнями вниз, а росточком вверх? И если все, то откуда они узнают, где верх, где низ?
Из литературы мы узнали, что есть такое понятие - геотропизм растений. Это способность растения располагать свои органы, ориентируясь на земное притяжение.
Он бывает положительный и отрицательный.
У главных побегов растения отрицательный геотропизм - они растут против силы притяжения.
А вот у главных корней положительный геотропизм - они растут по силе притяжения.
Бывает еще и горизонтальный геотропизм - когда растение вытягивает свои органы (например, ветви) в стороны.
Мы решили изучить явление геотропизма поближе. И посадили несколько семян подсолнечника, по разному ориентируя семена - вверх острым концом, вниз острым концом и "лежа на боку". Как и ожидалось, все они проросли, и все ростки изогнулись так, что побег стал тянуться вверх, а корень - вниз. Это и есть геотропизм в действии.
А вот в условиях невесомости, в космосе, ориентирование растений нарушено - ростки могут начать тянуться в любую сторону.
 |
| Как не сажай семечку, все равно ростки вытянутся вверх, а корни вниз |
Мне стало интересно, что может сбить росток с его пути наверх? Оказывается, есть такой способ. На растения угнетающе действует газ этилен, задерживая их развитие и "притупляя" геотропизм. А источником этилена могут стать любые спелые плоды, например, яблоки.
Для опыта нужно взять два одинаковых только что проклюнувшихся ростка, две стеклянные банки и одно яблоко.
Обе банки поставим в совершенно одинаковые условия и будем наблюдать за развитием ростков, не снимая их (чтобы не выпустить газ).
Через четыре-пять дней можно открыть банки. (Опыт можно продолжать и дальше, но Катя не разрешает мне "мучить" растения, поэтому как только становится виден "непорядок" в их развитии, она просит "отпустить их на свободу"). Но и так уже ясно видно, что росток, который находился в банке с яблоком, сильно отстал в развитии от контрольного. Кроме того, очевидно, что он не тянется вверх, а, наоборот, наклонен вниз, словно не знает, куда ему повернуть.
Продемонстрировать способность ростка определять, где верх, где низ, можно на простом опыте. Для этого нам понадобиться два небольших ростка в таких емкостях, которые можно переворачивать, например, бутылочках.
Если же положить бутылочку на бок, так, чтобы росток принял горизонтальное положение, то мы обнаружим, что вскоре он изогнется так, что снова будет направлен вверх. (Чтобы земля из бутылки не высыпалась, мы заткнули горлышко ватой, которую вынимаем при поливе).
Причем, меняет положение не только побег, но и корень. Он тоже поворачивается так, чтобы расти к центру земли.
Сейчас мы пробуем растить наш росток в перевернутой "вверх ногами" бутылочке. Что с ним произойдет? Думаю, ответ вам уже очевиден :)
Читайте также: