Рисунок клетка живая система. Структура растительной клетки. Существенные различия между растительной и животной клеткой

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ: Создатель этой теории - немецкий ученый Т. Шванн, который опираясь на работы М. Шлейдена, Л. Окена, в 1838 -1839 гг. с формулировал следующие положения:

СОВРЕМЕННАЯ КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ:

Эукароты (ядерные) также составляют надцарство. Оно объединяет царства грибы, животные, растения.

Тема: Строение и функции клетки

Строение клетки. Структурная система цитоплазмы

Изучая строение растительной клетки, рисунок с подписями станет полезным визуальным конспектом для усвоения этой темы. Но сначала немного истории.

Историю открытия и изучения клетки связывают с именем английского изобретателя Роберта Гука. В 17 веке, на срезе растительной пробки, рассматриваемой под микроскопом, Р. Гук обнаружил ячейки, которые и были в дальнейшем названы клетками.

Основные сведения о клетке были представлены позже немецким ученым Т. Шванном в клеточной теории, сформулированной в 1838 году. Основные положения этого трактата гласят:

• все живое на земле состоит из структурных единиц - клеток;
• по строению и функциям все клетки имеют общие черты. Эти элементарные частицы способны к размножению, которое возможно благодаря делению материнской клетки;
• в многоклеточных организмах клетки способны объединяться на основании общих функций и структурно-химической организации в ткани.

Клетка растения

Растительная клетка, наряду с общими признаками и схожестью в строении с животной, имеет и свои отличительные особенности, присущие только ей:

• наличие клеточной стенки (оболочки);
• наличие пластид;
• наличие вакуоли.

Строение растительной клетки

На рисунке схематично показана модель растительной клетки, из чего она состоит, как называются основные её части.

Ниже будет подробно рассказано о каждой из них.

Органоиды клетки и их функции — описательная таблица

В таблице собрана важная информация об органоидах клетки. Она поможет школьнику составить план рассказа по рисунку.

Цитоплазматические образования — органеллы клетки

Поговорим подробнее о составляющих растительной клетки.

Ядро

Ядро осуществляет хранение генетической информации и реализацию наследуемой информации. Местом хранения являются молекулы ДНК. При этом в ядре присутствуют репарационные ферменты, которые способны контролировать и ликвидировать самопроизвольное повреждение молекул ДНК.

Кроме этого, сами молекулы ДНК в ядре подвержены редупликации (удвоению). В этом случае клетки, образованные при делении исходной, получают одинаковый и в качественном и количественном соотношении объем генетической информации.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Выделяют два типа: шероховатый и гладкий. Первый тип синтезирует белки на экспорт и клеточные мембраны . Второй тип способен осуществлять детоксикацию вредных продуктов обмена.

Аппарат Гольджи

Открыт исследователем из Италии К. Гольджи в 1898 году. В клетках располагается вблизи ядра. Эти органоиды представляют собой мембранные структуры, укомплектованные вместе. Такую зону скопления называют диктиосомой.

Они принимают участие в накоплении продуктов, которые синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме и являются источником клеточных лизосом.

Лизосомы

Не являются самостоятельными структурами. Они представляют собой результат деятельности эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Их главное предназначение — участвовать в процессах расщепления внутри клетки.

В лизосомах насчитывается около четырех десятков ферментов, которые разрушают большинство органических соединений. При этом сама мембрана лизосом устойчива к действию таких ферментов.

Митохондрии

Двумембранные органеллы. В каждой клетке их число и размеры могут варьироваться. Они окружены двумя высокоспециализированными мембранами. Между ними расположено межмембранное пространство.

Внутренняя мембрана способна образовывать складки — кристы. Благодаря наличию крист, внутренняя мембрана превосходит в 5 раз площадь внешней мембраны.

Повышенная функциональная активность клетки обусловлена увеличенным числом митохондрий и большим количеством крист в них, тогда как в условиях гиподинамиии количество крист в митохондрии и число митохондрий резко и быстро изменяется.

Обе мембраны митохондрий отличаются по своим физиологическим свойствам. При повышенном или пониженном осмотическом давлении внутренняя мембрана способна сморщиваться или растягиваться. Для наружной мембраны характерно только необратимое растяжение, которое может привести к разрыву. Весь комплекс митохондрий, наполняющих клетку, называют хондрионом.

Пластиды

По своим размерам эти органоиды уступают только ядру. Существует три вида пластид:

• отвечающие за зелёную окраску растений — хлоропласты;
• ответственные за осенние цвета - оранжевый, красный, жёлтый, охра — хромопласты;
• не влияющие на окрашивание, бесцветные лейкопласты.

Стоит отметить: установлено, что в клетках одновременно может быть только какой-то один из видов пластид.

Строение и функции хлоропластов

В них осуществляются процессы фотосинтеза . Присутствует хлорофилл (придает зеленую окраску). Форма – двояковыпуклая линза. Количество в клетке – 40-50. Имеет двойную мембрану. Внутренняя мембрана формирует плоские пузырьки – тилакоиды, которые упакованы в стопки – граны.

Хромопласты

За счет ярких пигментов придают органам растений яркие цвета: разноцветным лепесткам цветов, созревшим плодам, осенним листьям и некоторым корнеплодам (морковь).

Хромопласты не имеют внутренней мембранной системы. Пигменты могут накапливаться в кристаллическом виде, что придает пластидам разнообразные формы (пластина, ромб, треугольник).

Функции данного вида пластид пока до конца не изучены. Но по имеющейся информации, это устаревшие хлоропласты с разрушенным хлорофиллом.

Лейкопласты

Присущи тем частям растений, на которые солнечные лучи не попадают. Например, клубни, семена, луковицы, корни. Внутренняя система мембран развита слабее, чем у хлоропластов.

Ответственны за питание, накапливают питательные вещества, принимают участие в синтезе. При наличии света лейкопласты способны переродиться в хлоропласты.

Рибосомы

Мелкие гранулы, состоящие из РНК и белков. Единственные безмембранные структуры. Могут располагаться одиночно или в составе группы (полисомы).

Рибосому формируют большая и малая субъединица, соединенные ионами магния. Функция – синтез белка.

Микротрубочки

Это длинные цилиндры, в стенках которых расположен белок тубулин. Этот органоид – динамическая структура (может происходить его наращивание и распад). Принимают активное участие в процессе деления клеток.

Вакуоль - строение и функции

На рисунке обозначена голубым цветом. Состоит из мембраны (тонопласта) и внутренней среды (клеточного сока).

Занимает большую часть клетки, центральную её часть.

Запасает воду и питательные вещества, а также продукты распада.

Несмотря на единую структурную организацию в строении основных органоидов, в мире растений наблюдается огромное видовое разнообразие.

Любому школьнику, а тем более взрослому, нужно понимать и знать, какие обязательные части имеет растительная клетка и как выглядит её модель, какую роль они выполняют, и как называются органоиды, отвечающие за окраску частей растений.

Растения и животные имеют клеточное строение. Все органы растения (корни, стебли, листья и др.) состоят из мельчайших частиц, которые называются клетками. Для примера рассмотрим мякоть зрелого яблока или арбуза.

Простым глазом или в лупу на тонком срезе заметны округлые мельчайшие пузырьки — это и есть клетки, которые можно рассмотреть только с помощью микроскопа (особого прибора, дающего увеличение в сотни раз).

Впервые люди обратили внимание на клеточное строение растений еще в половине XVII в., когда ученый Роберт Гук с помощью усовершенствованного им микроскопа заметил и описал строение бутылочной пробки, состоящей из множества мельчайших полостей, которые он сравнивал с ячейками пчелиных сот и назвал клетками.

Позднее клетки стали сравнивать с мельчайшими пузырьками, наполненными слизистым содержимым. Много внимания уделял микроскопу М. В. Ломоносов, применявший его при разнообразных исследованиях. С помощью современных микроскопов, дающих увеличение в 1000 и больше раз, изучаются подробности строения клеток.

Клетки, их строение и жизнедеятельность

Для изучения клеток, из которых состоят живые части растений, изготовляют микроскопический препарат. С этой целью из толстого непрозрачного объекта, например из корня или стебля, делают острой бритвой тонкие срезы, которые окрашивают различными красками.

Эти срезы помещают в каплю воды на стеклянную пластинку (предметное стекло) и прикрывают тонким покровным стеклышком.

Тонкие прозрачные части растений, например листик мха, кожица листа или волоски, снятые с растения, прямо используются для приготовления препарата.

Такие препараты рассматриваются в микроскоп при различных увеличениях, а затем зарисовываются или особым способом фотографируются.

Более сложно изготовляют постоянные микроскопические препараты, в которых изучаемый объект заклеивается в глицеринжелатину или в канадский бальзам (получаемый из смолы пихты). Такие препараты могут долго сохраняться.

Растительная клетка

Растительная клетка состоит из следующих частей: оболочки, протоплазмы, ядра, клеточного сока и пластид. Живыми частями клетки считаются протоплазма, ядро и пластиды. Оболочка и клеточный сок появляются в клетке как продукты ее жизнедеятельности.

Форма и величина клеток весьма различны. Клетки бывают паренхимпые, т. е. равномерно развитые во всех направлениях, округлые, кубические, многогранные. Встречаются также прозенхимные клетки, т. е. вытянутые в длину, имеющие форму волосков или волокон с заостренными концами. Иногда клетки приобретают ветвистую, звездчатую или иную форму.

Размер клеток невелик. Клетки мякоти арбуза и яблока, едва различимые простым глазом, считаются крупными клетками. Обычно клетки значительно мельче и не видны простым глазом.

Их измеряют микронами, т. е. тысячными долями миллиметра. Клетки меньше 0,2 микрона уже не видны в обычные оптические микроскопы. Однако попадаются и клеткигиганты, например клетки, из которых состоит пучок волокон льна, достигающие длины 4 см при ничтожном диаметре. Твердая оболочка, окружающая жидкое содержимое клетки, придает клетке определенную форму и прочность.

Каждая растительная клетка имеет свою оболочку. У двух соседних клеток оболочки склеены между собой особыми (пектиновыми) веществами. В местах соединения нескольких клеток оболочки иногда расходятся, и тогда образуются между клетками межклеточные пространства, заполняющиеся воздухом. Клеточные оболочки прозрачны, бесцветны, состоят из вещества, называемого целлюлозой или клетчаткой.

Клетки, их строение и жизнедеятельность (Клеточные оболочки)

Клеточные оболочки, отделяющие одну клетку от других, легко проницаемы для жидкостей и газов. Между клетками, а также между ними и окружающей внешней средой происходит беспрестанный обмен веществ. В утолщенной клеточной оболочке имеются поры, т. е. утонченные места, через которые поддерживается взаимный обмен веществ. Кроме того, оболочки пронизаны тончайшими канальцами (плазмодесмами), заполненными протоплазмой. Благодаря всему этому организм обладает целостностью.

Целлюлозные оболочки в живой клетке растения обладают способностью видоизменяться. Они часто пропитываются особым веществом, вызывающим одревесн ен и е, вследствие чего многие клетки, а в деревьях большая часть клеток, превращаются в древесину.

Клеточные оболочки пропитываются иногда пробковым веществом, что наблюдается у деревьев и кустарников в коре. У некоторых деревьев, например у пробкового дуба, у амурского бархатного дерева, на поверхности коры образуется сплошной слой пробки, используемой в промышленности. Опробковевшие клетки отмирают, так как пробка не пропускает через себя ни воду, ни газы, а живые части клетки до тех пор остаются живыми, пока у них происходит беспрестанный обмен веществ с внешней "средой.

Клеточные оболочки часто пропитываются кремнеземом. В таком случае оболочки их делаются твердыми и ломкими, например солома злаков, осок и других растений. Как одревесневшие, опробковевшие, так и пропитавшиеся минеральными солями клеточные оболочки или совсем не перевариваются желудком животных или плохо перевариваются.

Вот почему перестоявшая трава, ржаная солома, осоки, ситники, белоусы малопригодны для питания животных. Наибольшей питательностью обладают такие растения и их части, у которых оболочки остаются целлюлозными и клетки которых сохраняют в себе живые части, т. е. протоплазму, ядро, пластиды, а также запасные питательные вещества — крахмал, сахар, белки.

Протоплазма

Протоплазма — полужидкое белковое живое вещество, содержащее в себе жироподобные, а также минеральные вещества и. разнообразные продукты жизнедеятельности клетки. В молодых клетках она заполняет всю клетку, а в более старых в ней появляются капельки клеточного сока (вакуоли).

В клетках, достигших полного возраста, протоплазма располагается в виде тонкого слоя только возле клеточных оболочек. В таких клетках почти вся внутренняя полость заполнена клеточным соком.

Живая протоплазма обладает полупроницаемостью, т. е. одни вещества она свободно пропускает через себя, а другие, наоборот, задерживает. Смерть протоплазмы влечет за собой свертывание белков; мертвая протоплазма не способна задерживать в клетке вещества.

В живых клетках протоплазма находится в движении. В клетках волоска стебля тыквы под микроскопом наблюдается движение протоплазмы. Видно, как по тонким нитям движутся ее мельчайшие частицы, направляясь к ядру и в противоположном направлении.

В листьях некоторых растений видно, как в длинных клетках протоплазма движется вдоль оболочки; сначала она движется вдоль одной стороны клетки, затем переходит на другую, противоположную сторону и вдоль этой стороны течет в противоположном направлении, увлекая за собой зеленые хлорофилловые зерна и ядро. Движение протоплазмы внутри клеток облегчает обмен веществ между клетками.

Клеточные ядра

Клеточные ядра постоянно встречаются в клетках растении. Они плотнее протоплазмы и сильнее окрашиваются красками. Клеточное ядро имеет свою оболочку и полужидкое содержимое. В нем бывает заметно более плотное тельце — ядрышко, одно или несколько. Форма ядра шаровидная, несколько сплюснутая, а иногда удлиненная.

По химическому составу ядро сходно с протоплазмой, состоит из белков, но содержит в себе еще особые белковые вещества (нуклеины), богатые фосфором. В молодой клетке ядро располагается в средней части клетки, а в старых клетках возле оболочки. Оно всегда бывает окружено протоплазмой. Обычно в клетке бывает одно ядро, но иногда их бывает два, реже много.

К живым частям клетки относятся так-же пластиды. Это мелкие белковые тела, вкрапленные в протоплазму.

Они бывают трех родов.

Бесцветные — лейкопласты, имеющие форму округлых зернышек — служат для образования крахмала.

Зеленые пластиды — хлоропласты.

Хлорофилловые зерна — придают зеленую окраску растениям.

Роль их особенно важная: в них образуются ценные органические вещества — углеводы (сахар и крахмал). Образование углеводов происходит при посредстве света из углекислого газа воздуха и воды.

Этот важнейший процесс жизни растения называется фотосинтезом, т. е. образованием сложных соединений, возникающих из более простых под влиянием света.

Ткани растений

Растительной тканью называется совокупность клеток, выполняющих одну и ту же физиологическую (жизненную) роль и сходных между собой по строению и происхождению.

Образовательные ткани состоят из наиболее молодых клеток, обладающих способностью размножаться делением. Само название «образовательные» говорит о том, что из делящихся клеток возникают другие ткани. Образовательные ткани встречаются, например, в кончиках стеблей и корней, где имеются конусы нарастания, состоящие из молодых клеток, образующих конусовидные окончания этих органов.

На тонком продольном разрезе корня в микроскоп можно проследить отдельные фазы сложного деления растительной клетки. Эти клетки обладают тонкими оболочками, густой протоплазмой и крупными ядрами. После образования новых клеток начинается их рост и видоизменение.

В протоплазме появляются многочисленные капли клеточного сока (вакуоли), клетки удлиняются и одни из них дают начало основным тканям, а другие — покровным, проводящим, механическим и выделительным.

Основные ткани широко распространены в органах растений. В их клетках главным образом совершаются важнейшие процессы жизни растения — образование и накопление органического вещества.

Живые клетки основных тканей крупнее клеток образовательной ткани. В них находятся пластиды, запасные вещества, как в твердом состоянии (крахмал, алейрон), так и в растворе клеточного сока (сахар, инулин). Кроме того, характерным для этой ткани является наличие межклеточных пространств. В них скопляется воздух, кислород которого необходим для дыхания живых клеток. Из основной ткани состоит мякоть листа, сердцевина стеблей, внутренние части семян, сочных плодов, клубней, корневищ.

Вследствие наличия межклеточных пространств все органы растений имеют малый удельный вес. Поэтому на поверхность воды всплывают погруженные в нее не только листья и стебли растений, но и плоды с большим весом, например яблоки, арбузы, груши.

Иногда в основной ткани растений развиваются крупные межклеточные пространства, превращающиеся во вместилище выделений и в воздухоносные ходы. Последние особенно развиты у болотных растений, корни и корневища которых произрастают в среде, бедной кислородом воздуха.

Покровные ткани находятся на поверхности органов растения. К ним относятся кожица (эпидермис), пробковая ткань и корка. Листья растений покрыты кожицей.

Она находится на поверхности зеленых стеблей, сочных плодов. Кожица защищает органы растения от высыхания и от проникновения микроорганизмов внутрь органов. Очищенное яблоко быстрее высыхает, чем неочищенное. Оно же быстрее и загнивает.

Кожица иногда легко сдирается с листьев, и тогда ее можно хорошо рассмотреть в микроскоп. У длинных листьев клетки кожицы вытянуты в длину. У широких листьев клетки более равномерно развиты и оболочки их часто имеют извилистую форму. Как в том, так и в другом случае клетки плотно, без межклетников соединены между собой. На поперечном срезе клетки кожицы имеют прямоугольную форму.

Весьма часто клетки кожицы с поверхности покрыты толстой пленкой — кутикулой, а иногда и восковым налетом, отчего листья кажутся плотными, блестящими, как будто покрытые лаком. Такие листья лучше защищены от испарения воды, с таких листьев во время дождя быстрее скатываются капли воды, они лучше защищены от загнивания и других невзгод. Припомним, например, листья капусты, хвою сосны, листья лука.

Часто на поверхности кожицы развиваются волоски, вследствие чего растения приобретают сероватый оттенок, например растения сухих степей: чистец, шалфей, коровяк, или медвежье ухо.

Листья яблони, лоха, маслины также покрыты волосками, особенно с нижней стороны. Иногда волоски придают жесткость растениям и делают их менее съедобными, например у растений из семейства бурачниковых. Жгучие волоски крапивы защищают растения от животных.

При рассматривании кожицы в микроскоп среди обычных клеток видны многочисленные устьица, служащие для проветривания листа, т. е. для газообмена. Устьице состоит из щелевидного отверстия и прилегающих к нему двух замыкающих клеток слегка изогнутой формы.

Замыкающие клетки в отличие от других клеток кожицы, кроме протоплазмы, ядра и вакуоли, имеют еще зеленые пластиды — хлоропласты.

Так как у замыкающих клеток оболочки неравномерно утолщены, то они при изменении клеточного тургора способны изгибаться то в большей, то в меньшей степени и расширять, суживать или совсем закрывать щель.

Чаще всего у замыкающих клеток оболочки, обращенные к щелевидному отверстию, бывают утолщены, а оболочки, примыкающие к соседним клеткам эпидермиса, остаются тонкими. Вот почему увеличение тургора в устьичных клетках влечет за собой больший изгиб их и открывание щели, а уменьшение тургора вызывает выпрямление замыкающих клеток и закрывание щели.

При недостатке воды в растении устьица закрываются, а при избытке ее устьица открываются. Раскрывание устьиц связано с увеличением сахара в замыкающих клетках, вследствие чего увеличивается тургор замыкающих клеток, в которые больше поступает воды.

Закрывание устьиц связано с уменьшением количества сахара в замыкающих клетках, вследствие чего уменьшается клеточный тургор этих клеток и устьичная щель закрывается.

Днем, благодаря фотосинтезу, сахара в замыкающих клетках больше и устьица обычно бывают открыты, а ночью его меньше и устьица закрываются.

Пробковая ткань

Пробковая ткань на поверхности органов растений появляется взамен кожицы. Ее можно обнаружить на многолетних стеблях, корнях и корневищах, на клубнях.

Например, молодые клубни картофеля бывают покрыты кожицей, а позднее, при созревании клубней, кожица лопается, слущивается и заменяется пробковой тканью.

Возникновение пробковой ткани начинается с того, что клетки основной ткани, находящиеся под кожицей, а у некоторых растений — клетки кожицы начинают делиться перегородками параллельно поверхности органа и превращаются в слой вторичной образовательной ткани — в пробковый камбий.

Пробковый камбий кнаружи откладывает клетки, быстро отмирающие, так как оболочки их пропитываются особым пробковым веществом, а внутрь откладывается несколько рядов живых клеток. На поверхности молодых веток кустарников видна также пробковая ткань. Она, например, хорошо видна на ветвях смородины, крыжовника, бузины. На поперечном срезе тонкой ветки бузины в микроскоп видны клетки пробки, располагающиеся всегда правильными рядами, образовавшимися из пробкового камбия.

Межклетников между этими клетками не возникает, и потому они являются хорошей защитой для глубже лежащих живых тканей.

Однако живые ткани, находящиеся внутри органа, нуждаются в кислороде воздуха. Эта потребность удовлетворяется благодаря наличию в пробковой ткани особых отдушин в виде чечевичек.

Чечевички хорошо видны, например, на поверхности веток бузины в виде продольных трещинок, заполненных рыхлой тканью. На тонких срезах, проведенных через чечевички, хорошо видна кожица, разорванная над чечевичкой и рыхлая ткань, состоящая из мертвых клеток, выполняющих чечевичку. Через межклетники этих мертвых клеток устанавливается газообмен между наружным воздухом и живыми тканями стебля.

У старых деревьев кора на поверхности трескается и образуется корка, которая время от времени спадает с дерева.

Корка — это отмершая часть коры, пронизанная прослойками пробковой ткани.

Проводящие ткани служат для передвижения веществ по растению. Из почвы вверх по корню и стеблю к листьям передвигаются вода и растворенные в ней минеральные соли. Этот ток жидкости называется восходящим.

Из листьев по стеблю оттекает ток жидкости с растворенными органическими веществами. Такой ток жидкости называется нисходящим током пластических веществ.

Два встречных тока жидкости протекают по разным проводящим тканям. Для восходящего тока существуют сосуды древесины — тончайшие трубочки в древесине, по которым поднимаются вверх столбики воды, а нисходящий ток жидкости передвигается по ситовидным трубкам луба.

Как сосуды, так и ситовидные трубки образуются из удлинившихся клеток. Рассмотреть их можно только в микроскоп на продольных срезах.

Сосуды древесины — это мертвые сплошные полые трубочки, тянущиеся вдоль всего растения. Они образуются из ряда живых вертикальных клеток, вытягивающихся в длину и утрачивающих свое содержимое.

Горизонтальные перегородки у таких клеток растворяются, и от них остается лишь узенький ободок и на вертикальных внутренних стенках возникают различные утолщения.

Строение и прорастание семян

Многие растения размножаются семенами. У покрытосемянных растений семена развиваются в плодах. Например, в плоде гороха (бобе) созревает несколько семян. Плод возникает из завязи цветка, а семена из семяпочек, находящихся в завязи. Плоды и семена обычно развиваются после опыления и оплодотворения семяпочек.

Семян в плодах бывает различное количество. Например, у вишни, пшеницы по одному семени, а у мака свыше тысячи.

Одно растение заразихи дает сто тысяч мельчайших семян. Мелкие семена имеют мятлик, полевица. Крупными считаются семена дуба, конского каштана, грецкого ореха.

Иногда неправильно семенами называют плоды. Например, у злаков односемянные плоды — зерновки —называют семенами. Также у подсолнечника плоды — семянки — неправильно называют семенами. У свеклы несколько сросшихся плодов — соплодие — называют семенами. Последние следует называть клубочками.

При размножении растений семенами и плодами новые растения в силу наследственности приобретают свойства материнского и отцовского растений. Семена и растения, вырастающие из них, несут в себе признаки не только своих родителей, но и прародителей, а также и новые признаки, приобретенные под влиянием внешней среды.

Органические вещества, находящиеся в эпдосперме (крахмал, белки, масла), не могут непосредственно проникать через клеточные оболочки. Особыми веществами— ферментами — они превращаются в другие вещества, растворимые в воде, и тогда уже свободно проникают из клеток эндосперма в клетки щитка и зародыша.

Ферментами называются специализированные вещества, весьма распространенные в организмах (растениях и животных), которые облегчают ход превращения нерастворимых веществ в вещества растворимые, а сами почти не расходуются на эти превращения.

Щиток выделяет из себя фермент диастаз, превращающий крахмал в сахар. Сахар—вещество, растворимое в воде, и потому легко проникает через оболочки из клетки в клетку и поступает в зародыш, который питается им.

Семядоли двудольных растений

Семена двудольных растений в отличие от семян однодольных имеют в зародыше семени две семядоли. Так же как и семена однодольных, они часто имеют не только зародыш, но и эндосперм (гречиха, клещевина, мак, вьюнок и др.).

У этих растений небольшой зародыш, состоящий из корешка, стебелька и двух семядолей, со всех сторон окружается запасной питательной тканью — эндоспермом, а вокруг последнего образуется кожура. У других двудольных растений (горох, фасоль, тыква, дуб и др.) созревшие семена не содержат эндосперма, а запасные питательные вещества скопляются в самих семядолях зародыша.

Питательные вещества эндосперма и зародыша состоят из углеводов, белков и жиров, а также из многих других органических и минеральных веществ. В семенах находится еще вода (от 7 до 15% воздушно-сухого веса).

В семенах различных растений количество и состав питательных веществ сильно колеблются. Злаки, например, богаты крахмалом (около 60%), бобовые—белком (24— 40%), масличные растения (лен, конопля, подсолнечник и до.)—растительным маслом (30—60%).

Семена отличаются большой устойчивостью против неблагоприятных внешних условий. Сухие семена способны переносить весьма низкие температуры, не теряя своей всхожести. Например, они не боятся морозов, достигающих иногда 60. Известны случаи, когда семена выносили температуру —180° и даже —235°. Воздушно-сухие семена выносят температуры—62—75°, а высушенные даже до —100 и —110°. Набухшие семена непродолжительное время выносят температуры —10,—20° и —45—50°.

Прорастание живых семян

Прорастание живых семян начинается с набухания, что ведет к увеличению их объема. Количество воды, поглощаемое семенами различных растений, сильно колеблется: масличные растения поглощают 30—40% воды, злаки — 50—70%, бобовые — до 100% и больше.

Объем семян при набухании значительно увеличивается. Насыпем горох в бутылку, нальем туда воды и заткнем бутылку пробкой. Через несколько часов бутылка с треском лопается. Набуханию подвергаются также и мертвые семена, однако набухание таких семян приводит к их загниванию, а набухание живых семян — к их дальнейшему прорастанию.

Вода нужна прорастающим растениям для жизненных процессов, для прохождения сложнейших химических реакций, связанных с действием ферментов, а также для создания клеточного тургора.

Вторым условием прорастания является подходящая температура. Различают наименьшие, наилучшие и наибольшие температуры прорастания семян. Например, хлебные злаки, гречиха, клевер, лен, горох начинают прорастать при температуре 1—5°; наиболее энергично они прорастают при 20—30° и замедляют прорастание при 32—37°. Для кукурузы и подсолнечника самая низкая температура равна 5—10°, наилучшая 30—35° и наибольшая 40—44°. Для тыквы, дыни, риса, табака, хлопчатника наинизшая температура равна 10—15°, наилучшая 30—37° и наивысшая 40—48°.

Третьим условием прорастания является наличие кислород а воздуха. При недостатке кислорода семена плохо прорастают, а при отсутствии его прорастание прекращается.

Кислород воздуха необходим для дыхания, которое особенно энергично происходит при прорастании семян.

Прорастание семян древесных (лесных и плодовых), а также травянистых растений происходит значительно энергичнее, если семена подвергнуть стратификации, т. е. сохранению их в осенний и зимний периоды в ящике с влажным песком, закопанным в землю; семена при этом переслаиваются песком. Действие низких температур на семена приводит впоследствии к более энергичному их прорастанию.

Благоприятное действие на прорастание семян оказывает также воздушный обогрев семян и тепловая сушка. Данное мероприятие прерывает период покоя семян, что имеет большое значение, когда промежуток времени между уборкой урожая и посевом озимых растений слишком короток, например в северных районах.

Только от семян хорошего для данных условий сорта можно получать высокие и устойчивые урожаи. Также и посевные качества семян играют в этом отношении важную роль.

Всхожесть семян

Всхожесть семян определяют проращиванием их в специальных приборах (термостатах) или раскладыванием 100 семян на увлажненный песок или на фильтровальную бумагу в тарелке или ящике, которые прикрывают стеклом и ставят в теплое место. Число проросших семян в течение 7—10 дней показывает процент всхожести, который для хороших семян должен быть не менее 96—100.

Для большей точности берут четыре отдельных пробы и в конце проращивания высчитывают среднюю арифметическую цифру, которую и принимают за процент всхожести. Энергию прорастания определяют по проценту семян, проросших через три дня для хлебных злаков, через четыре дня для большинства бобовых, через 5—6 дней для свеклы, моркови и большинства луговых трав. Исследуются также чистота семян, хозяйственная годность, вес 1000 семян, блеск, цвет, запах и другие свойства.

Сочетание внешних условий (влажности, температуры, доступа кислорода воздуха) оказывает влияние на всхожесть семян и энергию их прорастания, а также на последующее развитие растений. По внешним изменениям прорастающих семян и по появлению всходов различные растения сильно отличаются между собой. При прорастании зерновок злаков сперва показываются первичные корни.

У пшеницы, например, вслед за первым корнем показываются еще два, которые быстро догоняют в росте первый. Позднее появляются последующие придаточные корни. У ржи и ячменя первичных корней появляется больше. У кукурузы, проса, сорго, чумизы сперва появляется один корень, а значительно позднее показываются придаточные корни.

После появления корня из зародыша показывается росток, Который растет вверх. Под защитой тонкой полупрозрачной пленочки — колеоптил е — растет первый настоящий лист, который выходит из земли наружу и зеленеет.

Прорастание семян двудольных растений происходит различно: у одних при прорастании семядоли остаются в земле (у дуба, гороха, вики, боба) и запасы питательных веществ постепенно расходуются на рост молодого растения, у других двудольных растений семядоли появляются над поверхностью земли и зеленеют.

Семядоли—первые листья. У фасоли зазеленевшие семядоли сморщиваются и опадают. У тыквы, подсолнечника, клена семядоли после израсходования питательных веществ разрастаются в две зеленые пластинки и долгое время играют роль зеленых листьев, но позднее также отсыхают и опадают.