Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Лабораторна робота №25



Тема: Будова насіння і проростків однодольних і дводольних рослин.

Мета: Вивчити будову насіння. Ознайомитись із формуванням проростків у дводольних та однодольних рослин.

Теоретичні питання:

1. Формування зародка і насінини із зиготи.

2. Будова зародка і насіння дводольних рослин.

3. Будова зародка і насіння однодольних рослин.

4. Умови, необхідні для проростання насіння.

5. Процеси формування проростків із насіння дводольних та однодольних рослин.

Завдання:

1. Розглянути та замалювати насіння і зародок дводольних рослин на прикладі квасолі.

2. Розглянути та замалювати насіння і зародок однодольних рослин на прикладі пшениці.

3. Ознайомитись із процесами формування проростків із насіння дводольних рослин на прикладі квасолі. Замалювати.

4. Ознайомитись із процесами формування проростків із насіння однодольних рослин на прикладі кукурудзи. Замалювати.

Основні відомості

Подвійне запліднення викликає в рослині ряд складних процесів, внаслідок яких виникають насіння і плоди. Насінина (лат. semen) являє собою насінний зачаток, видозмінений в результаті запліднення (або апоміксису). Основна видозміна пов'язана з розвитком із зиготи зародка. Після злиття одного зі сперміїв з яйцеклітиною утворюється зигота (вона завжди диплоїдна). Зигота формує целюлозну оболонку і деякий час лишається в спокої. Разом з тим, після злиття другого спермія з диплоїдною центральною клітиною зародкового мішка, негайно формується триплоїдний ендосперм. Він виникає від поділу способом мітозу заплідненої центральної яйцеклітини. В одних рослин цей поділ спочатку відбувається без утворення целюлозних оболонок. Ці оболонки виникають пізніше, коли весь зародковий мішок буде заповнений ядрами, що утворилися (ядерний тип утворення ендосперму). У інших рослин запліднена центральна клітина відразу ділиться з утворенням перегородок (клітинний тип утворення ендосперму) [2].

Ендосперм служить для живлення зародка, і утворення ендосперму починається трохи раніше від формування зародка.

Після деякого періоду спокою запліднена яйцеклітина (зигота) починає ділитися способом мітозу і формує спочатку дві диплоїдні клітини. З клітини, розміщеної ближче до пилковходу, внаслідок поперечного поділу виникає один ряд клітин підвісок. З другої клітини, що ділиться в різних напрямках, формується восьмиклітинний передзародок, який при подальшому поділу клітин утворює зародок (рис. 196).

В останньому формуються брунька, сім'ядолі, підсім'ядольне коліно і корінець. У зародку, що сформувався, у дводольних, як правило, є дві сім'ядолі, у однодольних — лише одна, а друга припиняє свій ріст. Рідко зародок може утворюватися і без запліднення, коли він розвивається з незаплідненої яйцеклітини. Це явище називають партеногенезом.

Клітини інтегументів після процесу подвійного запліднення теж видозмінюються і з них виникає шкірка насінини, яка у різних рослин має специфічну будову. Весь насінний зачаток перетворюється в насінину, яка складається з зародка і запасних поживних речовин, вкритих насінною шкіркою (спермодермою).

Насінина — це орган, з допомогою якого розмножуються і поширюються насінні рослини. У несприятливих для проростання умовах (значна сухість, низькі температури) насінина може певний час перебувати у стані спокою. З настанням сприятливих умов температури і вологості і при наявності повітря насінина проростає.

 

Рис. 196. Схема послідовного розвитку ендосперму та зародка у дводольних (1-5):

а — синергіди; б — підвісок; в — зародок; г — антиподи; д — ендосперм; е — ендосперм, за рахунок якого живиться зародок

 

Зовнішня будова насіння.Насіння різних рослин мають відмінні зовнішній вигляд, масу, форму, колір, опушеність [2].

Маса насіння варіює в дуже широких межах: від десятих часток міліграма (в орхідних) до 10-15кг (у деяких пальм), хоча в більшості видів рослин вона незначна (від кількох міліграмів і до кількох десятків міліграмів).

Дуже різноманітна і форма насіння: овальна, округла, нирковидна, видовжена, тригранна тощо.

Насіння може бути білого, жовтого, червоного, коричневого, чорного кольору, або строкате чи з різними візерунками.

Насіння буває гладеньким і опушеним, із зачіпками та остями.

У деяких видів зовні на насінині утворюються вирости — принасінники, заповнені поживними речовинами, які приваблюють мурашок, котрі розносять насіння в різні місця і сприяють, таким чином, розселенню виду.

Слід на насінині, де вона прикріплювалася до насінної ніжки, називають рубчиком (рис. 197). Біля нього є отвір — сім'явхід, що відповідає пилковходові насінного зачатка.

Кількість насіння, що його утворює одна особина, дуже різна: від кількох чи кількох десятків (зернівки злаків) до десятків мільйонів (у тополі).

 

Рис.197. Будова насінини квасолі (Phaseolus vulgaris) та її проростка:

А— зовнішня будова; Б — внутрішня будова насінини; 1 — корінець; 2 — мікропіле; 3 — рубчик; 4 — насінний шов; 5 — шкірка;

6 — брунечка; 7 — стебельце; 8 — корінець; 9 — сім'ядолі

Внутрішня будова насіння.Отже, насінина складається із зародка та різного роду запасних тканин, вкритих насінною оболонкою. Зародок насінини складається із зародкової бруньки, сім'ядолей, підсім'ядольного коліна (зародкового стебельця) і зародкового корінця. Зародкова брунька мас вкорочену вісь першого порядку і маленькі зародкові листки, що не розкрилися. Сім'ядолі (у дводольних, рослин їх, як правило, дві, в однодольних — одна) (рис. 198) є і першими зародковими листками. Вони можуть бути товстими і щільними (якщо в них сконцентрований запас поживних речовин) або тонкими і ніжними (якщо запасні поживні речовини знаходяться поза ними) [2].

Рис. 198. Будова зернівки вівса (Avena sativa):

А — схема поздовжнього розрізу зернівки; Б — будова зародку; В — будова ендосперму: 1 — зародок; 2 — ендосперм;

3 — оплодень, що зрісся з шкіркою насінини; 4 — стебельце; 5 — корінець; 6 — колеориза; 7 — брунечка; 8 — колеоптиле;

9 — сім'ядоля (щиток); 10 — епібласт; 11 — алейроновий шар; 12 — клітини із запасним крохмалем

 

Класифікація насіння. Залежно від того, де відкладаються запасні поживні речовини, розрізняють п'ять типів насіння (рис. 199).

Рис. 199. Типи насіння:

А - з ендоспермом, що оточує зародок (мак снодійний —Papaver somniferum); Б — з ендоспермом, що лежить поряд з зародком (пшениця —Triticum aestivum); В — з запасними речовинами, які відкладені в сім'ядолях зародка (горох посівний —Pisum sativum);

Г — з ендоспермом, що оточує зародок і потужним периспермом (перець чорний — Piper nigrum); Д — з периспермом (кукіль —Agrostemma githago): 1 — насінна шкірка; 2 — ендосперм; 3 — корінець; 4 — стебельце; 5 — брунечка;

6 — сім'ядоля (3-6 — зародок); 7 — оплодень; 8 — перисперм

 

1. Насіння без ендосперму і перисперму, або безбілкове. Запасні поживні речовини відкладаються в самому зародку, переважно в його сім'ядолях. У процесі формування зародок використав усі поживні речовини і не дав можливості утворюватися іншим живильним тканинам (горох, квасоля, соняшник, редька, гарбуз, огірок тощо). Якщо зняти з такого насіння насінну шкірку, то воно (у дводольних) легко розпадеться на дві сім'ядолі, з'єднані зародковим стебельцем з зародковою брунечкою та зародковим корінцем. З однодольних таке насіння мають стрілолист і частуха [2].

2. Насіння з ендоспермом, або білкове. Поживні речовини містяться поза зародком, зокрема в клітинах ендосперму (зернівки злаків, мак, березка, рицина, хурма тощо).

3. Насіння з периспермом. Після подвійного запліднення поживні речовини концентруються в клітинах нуцелуса, власне, в ядрі насінного зачатка (гвоздикові, лободові, лататтєві тощо). Утворена таким чином запасаюча тканина називається периспермом (ендосперм не розвивається).

4. Насіння з ендоспермом і периспермом. Насіння такого типу зустрічається рідше (лотос, чорний перець, імбир). В цьому випадку поживні речовини відкладаються одночасно як в ендоспермі, так і в периспермі.

5. Насіння, в якого поживні речовини накопичуються як в ендоспермі так і в зародку.

Форма зародка та його положення в насінині бувають різними, вони спадково закріплені і є чіткою систематичною ознакою.

Потрапляючи в сприятливі умови, насіння проростає, і з нього утворюється проросток. У проростка розрізняють головний корінь, що розвинувся із зародкового корінця, та бокові корені; стебло, сім'ядолі; перше міжвузля стебла (між кореневою шийкою і сім'ядолями) називається підсім'ядольннм коліном або гіпокотилем; друге (між сім'ядолями і першим справжнім листком), — надсім'ядольним коліном або епікотилем. Будова перших листочків завжди простіша, ніж у тих, що розвиваються пізніше, а в багатьох деревних рослин перші листочки бувають лусковидними. При проростанні насіння сім'ядолі виходять на поверхню грунту і зеленіють (наприклад, у гарбуза, огірка, квасолі, соняшника) або залишаються в грунті (наприклад, у дуба, гороху, вишні та ін.) [3].

В типовому випадку насінина квіткової рослини складається із зародка, ендосперму і насінної шкірки. Зародок, як похідне зиготи, має у своїх клітинах подвійний набір хромосом. Таким чином, і морфологічно і цитологічно зародок та ендосперм (як два багатоклітинні тіла в насінині) дуже різні.

Функція зародка очевидна: він є зачатком нової рослини. Складається зародок повністю або переважно з меристеми. Функція ендосперму — забезпечення живлення зародка, який від самого початку живиться готовими органічними речовинами, незважаючи на те, що досить часто зародки на перших етапах розвитку мають зелене забарвлення і, ймовірно, здатні до самостійного фотосинотезу.

В зрілому насінні різних квіткових рослин дуже варіює співвідношення розмірів зародка і ендосперму, обриси і положення самого зародка в насінині.

В одних рослин (наприклад у магнолієвих, лілійних, пальм) зародок дуже малий, і ендосперм займає майже весь об'єм насіння, в інших, навпаки, зародок до часу дозрівання насіння розростається настільки, що витісняє і поглинає ендосперм, від якого залишається тільки невеликий шар клітин під насінною шкіркою (наприклад, у яблуні, мигдалю) або взагалі нічого не залишається. В останньому випадку зріла насінина складається лише із зародка і насінної шкірки (наприклад, у бобових, айстрових, гарбузових). Між цими крайніми варіантами є перехідні.

Підраховано, що з 250 досліджених видів квіткових 85% мали насіння з ендоспермом (великим чи малим) і лише 15% його не мали. В цьому разі або сам зародок (а частіше його сім’ядольні листки) стає вмістилищем запасних поживних речовин, або вони відкладаються в так званому периспермі — запасаючих клітинах нуцелуса.

Формування органів квіткових рослин в процесі індивідуального розвитку. Зачатки вегетативних органів у насінних рослин закладаються в зародку насінини. У більшості видів зачаткові корінець і пагін вже чітко сформовані в зародку і їх неважко виявити ще до проростання.

За будовою розрізняють два типи насінини: без ендосперму і з ендоспермом. В першому випадку поживні речовини зосереджені в тканинах самого зародку, найчастіше в сім'ядолях, в другому — у спеціальній тканині — ендоспермі, яка в хвойних рослин закладається ще до запліднення, а у квіткових — відразу після запліднення. Насінини без ендосперму поширені в рослин з родини бобових, гарбузових, складноцвітих (соняшника), розоцвітих (яблуні), березових, кленових та інших; з ендоспермом — у рослин з родини злакових, осокових, пасльонових (картоплі), зонтичних (моркви) тощо (рис. 200).

 

Рис. 200. Будова насінини і проростків дводольних рослин:

А. Насінина квасолі після видалення шкірки (1) і однієї сім'ядолі (2): а — сім'ядоля, б — місце прикріплення другої сім'ядолі,

в — зародковий корінь, л — зародкова брунечка;

Б. Проросток квасолі: г — головний корінь, д — бічні корінці, е — підсім'ядольне коліно-гіпокотиль, ж — сім'ядолі,

з - надсім'ядольне коліно-епікотиль, і — перші справжні листки, к — верхівкова брунька

 

При необхідних умовах (вода, тепло, повітря) у багатьох рослин після певного періоду спокою насінини проростають, внаслідок чого зародок розвивається у проросток. На відміну від зародка проросток уже здатний до самостійного живлення, хоча протягом певного часу і використовує ще поживні речовини, відкладені в насінині [3].

Послідовність розвитку проростка здебільшого така. Спочатку починає рости зачатковий корінець, перетворюючись на головний корінь, слідом за ним витягується стебельце — гіпокотиль, далі розростаються сім'ядолі і останньою розгортається верхівкова брунька, даючи початок головному стеблу. Ранній розвиток кореня забезпечує прикріплення проростка до субстрату і постачання його водою та мінеральними речовинами; з ростом гіпокотиля перші асимілюючі органи виносяться на поверхню грунту до світла. Така послідовність біологічно виправдана, бо лише після цього можливе формування надземного пагона проростка.

У багатьох рослин можуть бути ті чи інші відхилення. Зокрема, нерідко спостерігається припинення росту гіпокотиля, внаслідок чого сім'ядолі після проростання залишаються під землею, а першими асимілюючими органами стають первинні справжні листочки, які виносяться на поверхню завдяки посиленому росту епікотиля. Таке підземне проростання характерне для гороху, дуба, ліщини, волоського горіха, латаття тощо. Сім'ядолі в цих випадках виконують роль запасаючих органів.

Де в чому відмінний і процес проростання зернівок злаків. Внаслідок бічного залягання, зародок при проростанні розриває плодову оболонку (перікарп) і виходить назовні. Слідом за головним корінцем відразу починають рости додаткові корінці на гіпокотилі. Плівчаста піхва над брунькою, колеоптіле, витягується і крізь неї виносяться на поверхню грунту первинні листки (рис.201).

 

Рис. 201. Будова насінини і проростка однодольної рослини — пшениці:

1 — зовнішній вигляд проростка; 2 —-поздовжній розріз через проросток; 3 — поздовжній розріз через зернівку; 4 — поздовжній розріз через зародок насінини: а — колеоптіле, б — головний корінь, в — щиток, г — ендосперм, д — зародковий листок,

е — епібласт, ж — зародковий корінь, я — конус наростання

 

З проростка починається самостійний життєвий шлях рослинного організму. Характерною ознакою проростків є наявність у них зародкових листків — сім'ядоль. В однорічних рослин стан проростка триває від кількох днів до кількох тижнів, у багаторічних звичайно не довше одного вегетаційного періоду [3].

Наступний в онтогенезі період після проростків, який триває до статевозрілого стану рослин, називають ювенільним. Якщо проростки, поряд із самостійним живленням, використовують також поживні речовини материнських рослин, то в ювенільний період, щодо живлення організми цілком самостійні. Своєю формою і будовою ювенільні рослини звичайно відрізняються від дорослих. Первинні листки ювенільних рослин характеризуються здебільшого слабою диференціацією пластинки. Так, перший лист конюшини і суниці не трійчатий, а простий; перисті листки вики і шипшини в молодому віці мають лише 1 — 2 пари листочків, замість великої кількості в дорослому стані; у настурції первинні листки мають прилистки, у дорослих рослин прилистків немає; у туї і кипарису в ювенільному стані хвоя не луската, а голчаста. Своєрідне листорозміщення у ювенільних рослин; здебільшого воно супротивне, тоді як у дорослих форм спіральне. Для деяких рослин у ювенільному стані властива розеточна форма росту, а в дорослому стані вони утворюють довгі стебла, наприклад, у лісової суниці, в конюшини. Відрізняється і коренева система: у ювенільних рослин вона здебільшого представлена головним коренем, який розвинувся із зародкового корінця, тоді як в дорослому стані у багаторічників переважає система додаткових коренів, що виникають на стеблі. У деяких рослин спостерігається і зміна типу галуження, від моноподіального в ювенільному віці до симподіального в дорослому, наприклад, у примули, суниць, жовтеця їдкого, дзвіночків. Отже, ювенільні рослини в структурі окремих органів і в загальному плані будови мають ряд особливостей, відтворюючи дещо скорочено шлях філогенетичного розвитку даного виду.

Ювенільний період в однорічних рослин триває від кількох днів до кількох тижнів, а в багаторічних рослин — ряд років залежно від виду.

Між морфологічними ознаками проростків і ювенільних рослин з одного боку і біологічними властивостями дорослих організмів — з другого нерідко спостерігаються корелятивні зв'язки, які можна використовувати для прогнозу в практичній селекційній і насінницькій роботі. Ефективність таких прогнозів в галузі плодоягідництва довів І.В. Мічурін.

В цьому напрямі провів також ґрунтовні дослідження Н.П. Кренке, зокрема щодо раннього визначення скороплідності сортів яблуні та скороспілості сортів коноплі, бавовнику, льону, гречки та інших сільськогосподарських культур. Він виявив, що в кожному конкретному випадку можна виділити дуже чутливу до вікових змін ознаку, за якою і ставиться прогноз властивостей дорослих особин. Наприклад, у капусти такою ознакою є довжина черешка, і ті молоді рослини, у яких ця довжина менша, порівняно з довжиною пластинки, є більш скороспілими, бо для дорослих особин властиві сидячі (безчерешкові) листки. У коріандра такою ознакою є ступінь розчленування листкової пластинки, і ті проростки, у яких розчленування відбувається швидше, розвинуться в скоростиглі індивідуми (рис. 202).

 

Рис. 202. Послідовні ряди листків у коріандра (за Кренке):

а — пізньостигла, б — середньостигла, в — ранньостигла раси.

Хід роботи:

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.