Плоди, насіння, контент-платформа

Лекція 8. Плоди, насіння

Плод.Плод - репродуктивний орган покритонасінних рослин, всередині якого утворюється насіння. Красиве образне визначення дав американський ботанік Артур Імс - «Плід - це зрілий квітка». Функції плода: формування, захист і поширення насіння.

Плоди характерні тільки для квіткових рослин. Плід утворюється з квітки, як правило, після запліднення. Головну роль в утворенні плоду грає гинецей. Нижня частина маточки - зав'язь, яка містить семязачатки, розростається і перетворюється в плід.

Мал. 53. Будова плоду:

1 - плодоніжка; 2 - екзокарпій; 3 - мезокарпій; 4 - ендокарпій; 5 - насіння.

Плід складається з околоплодника і насіння, число яких відповідає числу семязачатков. Іноді в освіті плода беруть участь і інші частини квітки (квітколоже, тичинки, оцвітина).

Околоплодника, або перікарпій - це стінка плода, що розвивається із стінки зав'язі. Як правило, перикарпії становить основну масу плода. У ньому зазвичай розрізняють три шари (рис. 53): екзокарпій - зовнішній шар околоплодника, мезокарпій - середній шар околоплодника, ендокарпій - внутрішній шар околоплодника.

У різних плодів шари околоплодника виражені по-різному. Наприклад, у кістянки (плід вишні) екзокарпій - тонкий шкірясті, мезокарпій - товстий соковитий і м'ясистий, ендокарпій - твердий дерев'янистих (кісточка). У горіха ліщини шари околоплодника практично неможливо розрізнити.

Класифікація плодів. Загальноприйнятою класифікації плодів немає. Різні класифікації будуються на основі різних ознак і є штучними.

Якщо в освіті плода бере участь один товкач, незалежно, утворений він одним або декількома плодолистками, це простий плід (горох, вишня. Мак). Якщо плід утворений з декількох маточок, його називають складним. або збірним (малина, ожина, жовтець). У деяких рослин може утворюватися супліддя - більш-менш зрослися в єдине ціле плоди, що утворилися з квіток одного суцвіття (інжир, ананас, шовковиця, цукрові буряки).

Мал. 54. Прості коробочковідние плоди:

1 - боб; 2 - стручок; 3 - стручочек; 4 - коробочка.

За консистенцією навколоплідника плоди діляться на сухі - плоди з сухим, дерев'янистих або шкірясті околоплодником (квасоля, ліщина, блекота) і соковиті - плоди, у яких весь околоплодник або його частина соковита або м'ясиста (груша, смородина, кавун). За кількістю насіння плоди діляться на односемянние плоди (слива, пшениця) і багатонасінні (агрус, диня, помідор).

Коробочковідние плоди (рис. 54).

Боб - утворений одним плодолистків, частіше багатосім'яний плід (іноді односемянний, наприклад, у конюшини), що розкривається одночасно по черевному і спинному швах, насіння прикріплюються до стулок плода вздовж черевного шва (акація біла, люпин, запашний горошок).

Стручок, стручочек - багатосім'яний плід, утворений двома плодолистками, насіння розташовуються на перегородці між стулками (левкой, суріпиця, капуста). У стручка довжина в чотири і більше разів перевищує ширину (гірчиця, капуста), у стручочки - в два-три рази або дорівнює їй.

Коробочка - багатосім'яний плід, утворений двома або більше плодолистками (тютюн, бавовник). Коробочки можуть бути одногнездная і багатогніздна.

Ореховіднимі плоди (рис. 55).

Горіх - плід з дерев'янистих околоплодником, що не зростається з насіннєвою шкіркою, утворений з двох плодолистків (ліщина). У ліщини горіхи укладені в плюску - листоподібну обгортку, що розвивається з трьох зрощених прицветников; горішок - відрізняється від горіха меншими розмірами (гречка, липа).

Крилатка - сім'янка, околоплодник якої має крило, що утворюється з зрощених з околоплодником лускоподібний прицветников і пріцветнічкі (береза, вільха) або з приросли до околоплодников сегментів оцвітини (в'яз, щавель).

Жолудь - плід з дерев'янистих околоплодником, що не зростається з насінням, має чашоподібну плюску, утворену видозміненими стерильними гілочками суцвіття, характерний для різних видів дуба.

Сім'янка - плід з шкірястим околоплодником, що не зростається з насінням, утворений найчастіше з двох плодолистків, характерний для складноцвітих (айстра, кульбаба).

Зернівка - плід з тонким плівчастим околоплодником, зростається з насіннєвою шкіркою, характерний для злаків.

Помилкові плоди -плоди, утворені не тільки з зав'язі маточки, а й з інших частин квітки (частіше цветоложа). Зазвичай помилкові плоди розвиваються у рослин, що мають квітки з нижньою зав'яззю.

Яблуко (рис. 57) - багатосім'яний помилковий плід, у якого м'якоть розвивається з розрослося квітколожа. Власне околоплодник утворює стінки гнізд з насінням (яблуня, груша, горобина, глід).

Тиквіна (рис. 57) - багатосім'яний помилковий плід з твердим, жорстким, здерев'янілим або шкірясті екзокарпіем і соковитим мезо - і ендокарпій. Тиквіна утворюється з квіток з нижньою зав'яззю, плід тиквіну мають гарбуз, диня, кавун, огірок.

Земляничина. або фрага - помилковий плід (суниця, полуниця), утворений з опуклого соковитого квітколожа, на якому знаходяться справжні плоди-горішки.

Цінародій - також помилковий плід, характерний для шипшини. Келихоподібними забарвлене квітколоже приховує справжні плоди горішки, густо вкриті волосками.

Насіння - високоспеціалізований орган статевого розмноження, розселення і переживання несприятливих умов життя у насіннєвих рослин, що розвивається зазвичай після запліднення з семязачатка.

Типове насіння складається з покривів (шкірки), зародка і поживної тканини. Головна функція насіннєвий шкірки - захист зародка від висихання, механічних пошкоджень. Формується шкірка з покривів семязачатка, інтегументов. Зародок насіння розвивається з заплідненої яйцеклітини, має диплоїдний набір хромосом. Зародок в зародковій формі має всі основні органи рослини: зародковий корінець, стебельце, брунечку і перші зародкові листя - сім'ядолі. У дводольних - дві сім'ядолі, у однодольних - одна. Запасають тканини насіння - ендосперм, перисперм, основна тканина семядолей. Ендосперм розвивається із заплідненого центрального ядра зародкового мішка (має тріплоідний набір хромосом), перисперм - з нуцеллуса (має диплоїдний набір хромосом). Вони складаються з тонкостінних паренхімних клітин, зазвичай цілком заповнених поживними речовинами.

Будова насіння дводольних рослин. Багато дводольні рослини мають запасні речовини в ендоспермі (мак), але наявність ендосперму вважається ознакою примітивного будови. Крім того, багато дводольні рослини накопичують поживні речовини в перисперм. Перисперм утворюється з клітин жіночого спорангия - нуцеллуса. Є насіння, що містять і ендосперм, і перисперм (перець). У еволюційно більш просунутих рослин поживні речовини накопичуються в тканинах самого зародка - в корінці, стеблинці, сім'ядолях. У цих рослин запасні поживні речовини ендосперму поглинаються зародком і відкладаються в органах зародка. Будова насіння дводольних рослин розглянемо на прикладі насіння квасолі, що складається з двох частин - насіннєвий шкірки і зародка.

Мал. Будова насіння квасолі

1 - микропиле. 2 - рубчик. 3 - дві сім'ядолі. 4 - зародковий корінець. 5 - зародковий стеблинка. 6 - зародкова почечка.

Насіннєва шкірка, спермодерма складається з декількох шарів клітин, тонка, шкіряста. На увігнутої частини насіння квасолі, на поверхні насінної шкірки можна помітити маленький отвір - колишній семявход, або микропиле. відповідає за дихання, а також рубчик - місце колишнього прикріплення семязачатка в зав'язі.

а) з ендоспермом, оточуючим зародок (у маку); б) з ендоспермом, що лежить поруч із зародком (у пшениці); в) з периспермом (у куколю); г) з ендоспермом, що оточує зародок, і потужним периспермом; д) з запасними речовинами, відкладеними в сім'ядолях зародка (у гороху); е) з ендоспермом і запасними речовинами, відкладеними в сім'ядолях зародка (у льону). 1 - спермодерма; 2 - ендосперм; 3 - корінець; 4 - стеблинка; 5 - почечка; 6 - сім'ядоля (3-6 - зародок); 7 - околоплодник; 8 - перисперм.

Зародок - головна частина насіння, що складається з корінця, стеблинки, почечки з листочками і двох дуже великих сім'ядоль (перше зародкових листків). Поживна тканина ендосперму на самому початку формування насіння поглинається зародком, і запасні поживні речовини відкладаються в самому зародку, в двох семядолях.

Типи насіння. Залежно від місця локалізації запасних поживних речовин розрізняють чотири типи насіння: насіння з ендоспермом (мак), насіння з ендоспермом і периспермом (перець), насіння з периспермом (кукіль), насіння без ендосперму і без перисперму (квасоля).

Мал. 51. Будова зернівки і зародка:

1 - чубчик; 2 - околоплодник; 3 - насіннєва шкірка; 4 - алейроновийшар; 5 - ендосперм; 6 - зародок; 7 - щиток; 8 - нирка; 9 - стеблинка; 10 - корінець; 11 - колеоптиль; 12 - колеоріза.

Будова насіння однодольних рослин. Розглянемо будову насіння з ендоспермом на прикладі зернівки пшениці (рис. 51), але зерновка пшениці - плід, околоплодник якого міцно зростається з насіннєвою шкіркою. У зернівці розрізняють три основні частини: насіннєву шкірку, зрослися з околоплодником, зародок насіння і поживну тканину - ендосперм, з одного боку прилеглу до зародка.

Ендосперм становить основну частину насіння. У центральній частині ендосперму знаходяться триплоїдні клітини з запасом поживних речовин у вигляді зерен крохмалю. По периферії ендосперм оточений особливими клітинами алейроновогошару з запасним білком у вигляді алейронових зерен. До ендосперму прилягає зародок. У зародку добре помітні корінець, стебельце, почечка з листочками і одна сім'ядоля, яка перетворена в щиток (друга сім'ядоля скорочена). Щиток забезпечує всмоктування поживних речовин з ендосперму в період проростання насіння. Корінець прикритий ковпачком - колеорізой, Брунечка захищена ковпачком - колеоптиле.

Умови проростання насіння. Для проростання насіння необхідні певні умови, головними з яких є: наявність води, кисню, певна температура, живий зародок насіння.

Перед проростанням насіння повинні набрякнути. При цьому насіння поглинають велику кількість води. Це необхідно для активізації ферментів, які переводять запасні речовини насіння в легкоусвояемую і доступну для зародка форму. Насіння деяких рослин потребують скарификации. Скарифікація - механічне пошкодження водонепроникних покривів насіння. Вона може проводитися вручну або за допомогою спеціальних механізмів.

Проростають насіння більш інтенсивно дихають, при цьому виділяють більше тепла. Сире зерно, зібране в купу «горить», всередині швидко підвищується температура, що призводить до загибелі зародків. Тому зберігати насіння потрібно сухими, в добре провітрюваних приміщеннях.

Температура має велике значення для проростання насіння, так як від неї залежить протікання біохімічних процесів синтезу і розкладання в проростають насінні. Насіння багатьох рослин здатні проростати в досить широкому діапазоні температур. Однак для кожного виду існують певні верхній і нижній межі. Для більшості рослин мінімальне значення температури - 0-5 ° С, а максимальна - 45-48 ° С.

Мал. Типи проростання насіння:

А - надземне у квасолі; Б - підземне у гороху; 1 - головний корінь; 2 - бічні коріння; 3 - коренева шийка; 4 - гипокотиль; 5 - сім'ядолі; 6 - епікотіль; 7 - листя; 8 - нирка.

Оптимальною для проростання насіння багатьох рослин вважається температура 25-35 ° С. Насіння багатьох рослин помірних і холодних кліматичних поясів не проростають без проморожування. Тому в сільськогосподарській практиці застосовують стратифікацію - витримування насіння у вологому піску при низьких температурах. Цей прийом прискорює проростання насіння багатьох рослин.

Типи проростання насіння. Існує два типи проростання насіння - надземне і підземне. При надземному проростанні (квасоля) сім'ядолі витягуються на поверхню землі, зеленіють, але поживні речовини з них швидко поглинаються і вони підсихають. Таке насіння можна занадто глибоко закладати в грунт при посіві. При підземному проростанні сім'ядолі залишаються під землею (горох, дуб). Междоузлие між коренем і сім'ядолями називається гипокотиль, між сім'ядолями і першими справжніми листям - епікотіль.

Розвиток насіння і плодів без запліднення. У деяких рослин плоди і насіння розвиваються без запліднення, це явище називається апоміксис (відсутність змішування). Розвиток яйцеклітини без запліднення називається партеногенезом і характерно, наприклад, для таких рослин як ястребинка, кульбаба. Зародок може утворюватися і з синергід або антипод. У цитрусових зародок утворюється з клітин нуцеллуса без утворення спор (апоспорія).

Партенокарпія - утворення плодів, позбавлених насіння. Це явище має велике господарське значення і відомо у таких рослин як виноград, банан, груша, апельсин, мандарин. Такі рослини розмножують вегетативним шляхом.

Склад насіння. Всі речовини насіння можна розділити на дві групи: неорганічні і органічні. Неорганічні речовини насіння представлені водою та мінеральними речовинами. Навіть самі сухі на вигляд насіння містять від 7 до 12% води. У цьому можна переконатися, нагріваючи насіння в пробірці. При цьому на стінках пробірки будуть утворюватися краплі води. При спалюванні насіння залишається зола, яка представляє собою суміш різних мінеральних солей.

Ключові терміни і поняття

1. Плід. 2. Перикарпій: екзокарпій, мезокарпій, ендокарпій. 3. Прості, складні плоди. 4. Помилкові плоди. 5. Насіння. 6. перисперм. 7. Алейроновий шар. 8. Скарифікація. 9. Стратифікація. 10 Надземне і підземне проростання насіння. 11. Апоміксис. 12. Партеногенез. 13. партенокарпії.

Основні питання для повторення

1. Будова плоду.

2. Види сухих ореховіднимі і коробочковідних плодів.

3. Види соковиті костянковідний і ягодовідний плодів.

4. Види помилкових плодів.

5. Будова насіння квасолі.

6. Будова зернівки пшениці.

7. Класифікація насіння в залежності від локалізації поживних речовин.

8. Типи проростання насіння.