Уроки ботаники

Урок 9. Семя. Строение семени

Мы теперь уже знаем, что семенные растения появились на нашей планете не сразу, а 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. Оно концентрирует в себе сложнейшую программу роста и развития, отточенную и отшлифованную обстоятельствами и временем.

Все дети прекрасно знают, что растения появляются из семян, но лишь немногие когда-либо рассматривали, как устроено семя. Для первого знакомства наиболее подходит фасоль. Вкусное, крупное, легко раскрывающееся семя знакомо всем, но сколько удивления, восторга и радости возникает, когда внутри семени обнаруживаются крохотные части будущего растения. Не прикрытая чешуйками почка с едва наметившимися листочками доверчиво устроилась в углублениях семядолей. От тонкого хрупкого стебелька отходят едва различимые черешки, несущие крупные семядоли. Корешок подошел к самой кожуре и готов по первому сигналу вырваться наружу. Мы раскрыли семя и оказались у истоков новой жизни. Это очень эмоциональная часть урока. Я даже не пыталась в эти моменты призывать ребят к сдержанности, не восклицать и не высказываться, а радовалась вместе с ними. После первых восторгов начинаем подробный разбор с комментариями.

Итак, семя – генеративный орган размножения и расселения. Под наружным покровом семени находятся зародыш и питательные вещества. У многих растений питательные вещества представлены эндоспермом. Это общая и наиболее типичная схема строения семени. Теперь будем подробно рассматривать конкретные семена разных растений. Продолжаем работать с семенем фасоли. Для удобства назовем слегка выгнутую сторону семени спинной частью, вогнутую – брюшной.

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 се-мя – 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 отвер-стие своему семени.

С набухшего семени кожура снимается легко, и обнажаются семядоли. Это 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. Другие части зародыша очень маленькие, что и вызвало наши первые восторги. Теперь рассматриваем их обстоятельно, с помощью лупы, выделяя каждую часть.

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 поверх-ность 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.

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

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.

Рассмотрев как следует семена, полезно занести увиденное в тетрадь. Можно воспользоваться готовыми рисунками в рабочей тетради, сделав необходимые надписи.

Закончив работу с рисунками, возвращаемся к кожуре. На семени пшеницы мы заметили хохолок. У многих растений на семенной кожуре образуются разнообразные выросты, участвующие в основном в расселении семян. Семенная кожура может быть и очень твердой и прочной, и совсем тонкой и мягкой. Все зависит от условий сохранения, расселения и прорастания. Об этом подробно будем говорить на следующем уроке, и, предваряя его, ребята получают задание вспомнить, что они видели и знают о расселении растений с использованием различных специальных приспособлений и выростов.

Лист 10

Задание (лист 10).

1. Написать название растения, которому принадлежит семя.
2. Однодольное или двудольное это растение?
3. Подписать части семени с указанием их функционального назначения и роли в жизни семени.

Продолжение следует