Строение семени, зародыша и проростка однодольных и двудольных

Тема: Зародыш и проросток- начальные этапы онтогенеза растенийПлан:Строение семени. Морфологические типы семян. Типы прорастания семян. Распространение семян и плодов.1Автор: кандидат биологических наук, доцент Горчакова Альфия Юнеровна 2Цель: изучить особенности строения семян и проростков двудольных и однодольных растений 3Литература:Лотова, Л. И. Морфология и анатомия высших растений / Л. И. Лотова- М.: Эдиториал УРСС, 2000. – 528с.2. Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений: Учебное пособие / Г. А.Бавтуто, Л. М.Грей. – Мн.: Новое знание, 2002. – 464 с.3. Практикум по анатомии и морфологии растений: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В. П.Викторов, М. А.Гуленкова, Л. Н.Дорохина и др.; Под редакцией Л. Н. Дорохиной. – М.: Издательский центр «Академия», 2001. – 176 с. Виды семян4 5Семя (semen) формируется из семязачатка в результате процесса двойного оплодотворения. Оно состоит из зародыша и запасных продуктов, покрытых семенной кожурой (спермодермой). 6Зародыш семени образуется из зиготы, возникшей в результате слияния спермия с яйцеклеткой. Вторая зигота, возникающая в результате слияния другого спермия с вторичным ядром зародышевого мешка, превращается в питательную ткань семени− эндосперм. 7Синергиды и антиподы обычно дегенерируют и растворяются, из интегументов образуется кожура семени, а нуцеллус у большинства растений потребляется как питательное вещество при формировании зародыша, реже превращается в питательную ткань− перисперм. 8 9 10 11 12Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений. Семенная кожура развивается из покровов (интегумента)семяпочки. 13Строение семени фасолиПлотная кожура, предохраняет семя от высыхания, загнивания и механических повреждений. На поверхности кожуры заметен рубчик, образованный в результате отделения семени от семяножки. Рядом с рубчиком находится семявход - едва заметное отверстие, необходимое для поступления воды при прорастании семени. В семязачатке это отверстие соответствует пыльцевходу.  14 Се́мя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизмененный женский спорангий) и содержащая зародыш.15 Эндосперм — ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женского гаметофита. 16 17 18 19 Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными. У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны. У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n). 20Зародыш обычно образуется из оплодотворенной яйцеклетки и представляет собой зачаток новой особи. Зародыш - это миниатюрный спорофит. Процесс формирования зародыша (эмбриогенез) сложен и подразделяется на несколько периодов. Этот процесс имеет свои особенности. Семена большинства растений заключают один зародыш. Он чаще всего бесцветен, реже окрашен и тогда содержит хлорофилл. Степень морфологической расчлененности зародыша различна у разных систематических групп. 21Зародыш в значительной мере составлен из меристематических клеток . Для наиболее примитивных таксонов характерен так называемый недоразвитый зародыш. Он очень маленький, точечный и формируется поздно, за период прорастания семени. 22У эволюционно более продвинутых групп зародыш хорошо развит, в его частях могут откладываться питательные вещества, а специальные питательные ткани, ( эндосперм и перисперм) при этом редуцируются или полностью исчезают. Зародыш — маленькое будущее растение. Зародыш у многих цветковых состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и семядолей. У других групп (например, у подавляющего большинства орхидных) зародыш до прорастания семени не имеет дифференцированных органов.23 24 К верхней части стебелька прикрепляются семядоли. Часть стебелька, располагающаяся ниже семядолей, называется гипокотилем, выше - эпикотилем (рис.). Верхушка стебелька завершается почечкой, или плюмулой , зачатком главного побега растения. В семени корешок всегда направлен к следу микропиле. Из него образуется главный корень нового растения.Строение проростков (А - фасоли, Б - пшеницы и В - кукурузы )1 - растущий эпикотиль (первое междоузлие главного побега), 2 - узел семядолей, 3 - растущийгипокотиль, 4 - корневая шейка, 5 - главный корень, 6 - боковые корни, 7 - придаточные корни. 25У части семян гипокотиль и эпикотиль при прорастании способны удлиняться и выносить семядоли на поверхность.Число семядолей различно. У двудольных их обычно две, очень редко три или четыре, у однодольных только одна, у голосеменных их чаще всего несколько (от 2 до 15). Семядоли - первые листья растения, развивающиеся в семени на еще не дифференцированном зародыше. Считается, что односемядольный зародыш произошел от двусемядольного в процессе эволюции. 26При надземном прорастании семядоли зеленеют и способны к фотосинтезу, а при подземном - служат главным образом хранилищем питательных веществ, например у лещины или дуба. В других случаях семядоли (у злаков  выполняют роль гаустория, поглощающего питательные вещества эндосперма и передающего их в надземную часть проростка. Минимальные размеры имеют семена орхидных и заразиховых; их масса составляет 0,001—0,003 мг. Максимального размера достигают семена сейшельской пальмы Lodoicea maldivica (масса около 20 кг).27 Всхожесть семян — это их способность давать за определенный срок нормальные проростки (в лаборатории) или всходы (в полевых условиях). Всхожесть сильно зависит от условий проращивания и от условий хранения семян. Обычно всхожесть выражают в % (это % семян, которые дали всходы, от общего числа семян). 28 29Для прорастания семян необходимы влага, подходящая температура и кислород для дыхания. Оптимальная температура для развития семян 25—35 °С, минимальная - 0,5 °С, максимальная - 45°С. Некоторым семенам для прорастания нужен ещё свет (например, для омелы белой) или темнота (для семян лука). Прорастая, семена дают всходы, называемые проростками. 30При длительном хранении семян со временем их всхожесть падает. Семена некоторых растений теряют всхожесть уже через 2—3 недели (например, семена большинства видов ив полностью теряют всхожесть при температуре 18—20 С в течение месяца). Всхожесть семян большинства культурных растений заметно снижается через 2—3 года. Семена лотоса в торфе сохраняют всхожесть не менее 250 лет (по некоторым данным, более тысячи лет). Сохранившиеся в вечной мерзлоте семена люпина арктического удалось прорастить через 10—12 тыс. лет. 31 Условия прорастания семян Семена растений прорастают при положительной температуре. Температура начала прорастания широко варьирует у растений разных таксономических групп и географических регионов. В среднем семена растений полярных и умеренных широт прорастают при более низкой температуре, чем семена субтропических и тропических видов. Различаются также оптимальная температура прорастания (при которой наблюдается наибольшая всхожесть) и максимальная.32 33 34Стратификация семян – один из способов подготовки семян к посеву, основной целью которого является повышение всхожести. Он заключается в том, что семена на некоторое достаточно продолжительное время (от 1 месяца до года) помещаются в холодную влажную среду. Под воздействием определенных температур, влаги и воздуха происходит размягчение оболочек семян, и появляются росточки. После этого проросшие семена подлежат высадке в специальный субстрат Семена некоторых растений выдерживают периоды кратковременного воздействия высокой температуры во время лесных пожаров, после которых создаются благоприятные условия для прорастания выживших семян. Кроме того, огонь способствует вскрыванию плодов некоторых видов растений, обладающих устойчивостью к воздействию огня. Так, только после пожаров вскрываются «поздние» шишки сосны скрученной, шишки секвойядендрона и др., плоды некоторых видов рода банксия.35 36 37 38 Прорастание семени фасолиПРОРАСТАНИЕ СЕМЕНИ ФАСОЛИ: а - Семя поглощает из почвы воду, из-под кожуры появляются зародышевый корешок и стебелек (подсемядольное колено); б - Семенная кожура лопается, корешок заглубляется в почву; в – Стебелек; г -Проросток39 40 Выход семядолей на дневную поверхность – надземное прорастание41 Появление настоящих листьев – переход на автотрофное питание42 43 44 45 46 47 48 49 50 51