с чего начинается прорастание семени и почему
С чего начинается прорастание семени и почему
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Методическая разработка урока по биологии «Условия прорастания семян»
Методическая разработка урока на тему:
«Организация учебной деятельности по формированию УУД»
Урок биологии на тему: «Условия прорастания семян»
Подготовила учитель биологии
МКОУ Кучеряевская ООШ:
Кравцова Наталья Ивановна
До поры, до времени не сеют семени
Один день год кормит
Что посеешь, то и пожнёшь
От плохого семени не жди хорошего племени
Цель: изучение условий прорастания семян.
· познакомить учащихся с процессом прорастания семян, питанием и ростом проростков,
· развивать умение сравнивать разные точки зрения; считаться с мнением другого человека; (личностные УУД)
· развивать умение проговаривать последовательность действий на уроке; обнаруживать и формулировать учебную проблему, тему урока совместно с учителем; определять и формулировать цель на уроке с помощью учителя ;высказывать свою версию; (регулятивные УУД)
· развивать умение оформлять свои мысли в устной форме;слушать и понимать речь других; работать в группе, выполнять разные роли; (коммуникативные УУД) развивать умение ориентироваться в своей системе знаний и осознавать необходимость нового знания; добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке; извлекать информацию, представленную в разных формах ; (познавательные УУД)
· развивать умения наблюдать, устанавливать причинно-следственные связи,
· обобщать и делать выводы, применять полученные знания на практике, развивать навыки самостоятельной работы с учебником, и природными объектами
· воспитывать уважение к труду
Оборудование: результаты опытов по выявлению условий, необходимых для прорастания семян ; чашки Петри с проросшими семенами.
презентация к уроку, инструктивная карта.
Тип урока: комбинированный (урок-исследование)
Методы обучения : проблемный, частично-поисковый, исследовательский
Вступительное слово учителя:
— Ребята, а хотите увидеть чудо?
(Видеофрагмент: «Прорастание семени»)
— Что мы такое с вами наблюдали?
(прорастания семян (ускоренный просмотр видео съемки)
— Посмотрите, как эти маленькие проростки упорно и настойчиво тянутся вверх, к свету. Я надеюсь, что и мы сегодня с вами также упорно и настойчиво будем тянуться к новым знаниям, как росточки к свету. А идти сегодня к знаниям нам предстоит нелегкой дорогой исследования.
— На нашей дороге нас будут сопровождать и поддерживать наши гости. Давайте их заранее поблагодарим за поддержку.
— Скажите, пожалуйста, ребята, что вы видите у себя на столах? (семя и проросток).
— Чем они отличаются?
— Почему одно семя проросло, а другое нет? (нет необходимых условий).
Проблема: Как определить, какие условия являются благоприятными?
Как узнать, при каких именно условиях начинается прорастание?
Что нужно сделать для решения этой для решения этой проблемы?
Нужно поставить эксперименты
Сформулируйте цель исследования : изучить условия прорастания семян; проверить правильность поставленных нами гипотез или опровергнуть их
А нужны ли нам эти знания? Кому они понадобятся? (мотивация) Всем, кто будет сажать растения – и жителям сельской местности и горожан, имеющих дачи или выращивающих растения на балконах.
— Вот сегодня на уроке мы и попытаемся выяснить, какие же условия необходимы для прорастания семян.
Записываем тему нашего урока («Изучение условий прорастания семян»)
Давайте вспомним этапы проведения исследования. Кто забыл у вас на столах есть памятки.
Тема у нас с вами выбрана, давайте вспомним, что мы по этой теме знаем.
(проверочная работа на листах)
Рассказ о строении семян двудольных и однодольных растений.
— Что общего у семян однодольных и двудольных растений? (наличие семенной кожуры, питательных веществ и зародыша).
— Чем отличаются семена двудольных и однодольных растений? (у однодольных семян одна семядоля, у двудольных- две семядоли)
— Где хранится запас питательных веществ в семенах однодольных и двудольных растений? ( у однодольных семян запас питательных веществ хранится в эндосперме, у двудольных в семядолях).
Итак, давайте по рассуждаем над каждым словом темы.
Семя. – Что мы знаем о семени? (Орган размножения семенных растений).
Формулируем задачи ( ищем пути решения) (запись задач на доске)
Проверить гипотезы опытным путем
выполнить исследовательское задание
Рассказать об опыте. Дать объяснение полученных результатов.
Поиск информации, получение новых знаний по теме
В конце работы сделать вывод
Итак, пытаемся наши гипотезы опровергнуть или подтвердить.
Дома вы выполняли опыты.
1.Выступление первого эксперта:
Влияние воды на прорастание семян
В два стакана помещают одинаковое количество семян. В первом стакане семена оставляют сухими, а во второй немного воды. Через 3-4 дня в стакане, где была вода, семена проросли.
— Итак. Делаем вывод. (Для чего нужна вода ? (учебник с.34))
Вывод:вода необходима для прорастания семян, так как зародыш может потреблять только растворенные питательные вещества семени.
2.Выступление второго эксперта:
Изучение необходимости кислорода для прорастания семян .
— Кислород нужен для прорастания семян? (с.35)
Вывод: толща воды в стакане не пропускала к семенам воздух. Не получая кислорода, семена и зародыш погибли.
(Для роста зародыша нужна энергия, которая заключена в питательных веществах. Во время дыхания под действием кислорода происходит высвобождение энергии для роста зародыша. Дышат и сухие семена, если они живые. Но у сухих семян это процесс идет очень слабо. Поэтому следует сохранять семена в хорошо проветриваемых помещениях, содержать их в бумажных пакетах или мешках, но не упаковывать в полиэтиленовые пакеты, которые не пропускают воздух.)
Что написано на пакетиках ваших семян?
Влияние температурных условий на прорастание семян.
— На прорастание семян влияют температурные условия. (учебник с.35)
Вывод: при проращивании необходимо учитывать температурные условия, знать при какой температуре прорастают те или иные семена.
Влияние света на прорастание семян
Для эксперимента были одновременно посажены семена фасоли в двух горшках. Один горшок был помещен в темный шкаф, второй оставлен на свету. Через пять дней семена взошли с одинаковой скоростью.
— Нужен свет для прорастания? ( учебник с.36)
Но есть некоторые исключения. Некоторые семена относят только к темновсхожим, например рыжик мелкоплодный не даст всходы на свету так как лучи красного или синего света угнетают появление проростков, также не прорастут на свету фацелия, клоповник, персидская вероника.
Некоторые семена прорастают только на свету. Это семена череды, табака, семена растений, произрастающих в чрезмерно увлажненных местах, болотах.
Для большей части семян присутствие света необязательно.
Еще одна гипотеза – питательные вещества (слайд )
Эту гипотезу будем подтверждать или опровергать вместе. Приступаем к сбору информации. Где вы его можете найти? ( в учебнике, дополнительно информация в Интернете, из опыта людей и др)
Работа по учебнику – с. 35
Показ слайда с проростками с целыми семядолями и удаленными частями семядолей.
Какой вывод можно сделать по этому опыту?
(Эндосперм однодольных и семядоли двудольных растений содержат питательные вещества для первоначального роста зародыша. Он использует их при прорастании. Мы исследовали влияние количества питательных веществ для прорастания семени.
В первую чашку Петри поместили семена фасоли полноценные, с двумя семядолями, во вторую – семена, у которых удалили по одной семядоле.
Спустя пять дней, семена полноценные с двумя семядолями благополучно проросли, дали корешки, стебельки и семядольные листья. Во второй лишь часть семян с одной семядолей проросли, в не проросших семенах зародышу не хватило питательных веществ для прорастания.
Затем мы посадили проросшие семена в почву: в первый стакан – проросток, полученный из полноценного семени, во второй – проросток из семени с удаленной семядолей. Первый проросток был здоровым, крепким, развивался намного быстрее. Второй – маленький и слабый).
Вывод: размер проростка зависит от запаса питательных веществ в семени. Чем больше веществ, тем крупнее проросток. Для посева необходимо отбирать крупные, здоровые семена.
— Итак, какие гипотезы подтвердились, а какие нет. Какие условия необходимы для прорастания семян? (вода, воздух, тепло, питательные вещества)
Какие не играют большой роли? (свет и почва)
Общий вывод. Записываем
Поставьте себе оценку за отчет по опыту( в листе в окошечке)(Приложение)
А сейчас я предлагаю вам решить следующую задачку.
Задача: Сельский житель, соблюдая все перечисленные ранее условия, посеял весной семена одного из огородных растений, однако большинство их них не проросли. Как можно объяснить эту неудачу?
Гипотезы…..( глубоко закопали, плохая земля)
А от чего еще могло так произойти? (не все семена всхожие, т.е. погибли)
— Для того, чтобы семена проросли, необходим живой зародыш. Семена с живым зародышем называются всхожими (записываем в тетради).
Всхожесть семян — это количество появившихся всходов, выраженное в процентах к количеству высеянных семян.
— «От плохого семени не жди хорошего племени». А как определить – хорошие или плохие семена взяли для посева, ведь по внешнему виду это не определить?
определение всхожести, способы в быту (пример с семечками подсолнуха и др.)
Объединяемся в группы(пары) Задание для каждой пары у вас имеются на столах. Я даю вам на это 3-4 минуты. (по учебнику)
1 пара На какую глубину можно заделывать семена? (с.36)
2 пара Сроки посева семян (с.36)
Кто будет отвечать из пары? Пожалуйста, спикеры, слушаем вас.
Отчет. (заслушиваем группы) Записываем в тетрадь.
1.Глубина зависит от размера семени, качества почвы
Растения
теплолюбивые (+15°С +25°С) – огурец, тыква, перец, фасоль, кукуруза.
холодостойкие (+2°С +5°С) – горох, редис, лук, петрушка, пшеница, рожь.
1. Глубина заделки зависит от размера семени:
а) чем крупнее семя, тем глубже его сеют.
б) мелкие семена заделывают в почву не очень глубоко, а некоторые даже сеют на поверхности почвы, слегка присыпав их слоем почвы не более 2 мм.
в) крупные сеют на глубину до 5 см
г) средних размеров – на глубину 2-3 см
Глубина заделки семян зависит от качества почвы.
В песчаную почву семена сеют глубже, чем в плотную глинистую, т.к. песчаная почва более рыхлая, чем глинистая, она быстрее теряет влагу и высыхает. В глинистой влаги достаточно, но уже на небольшой глубине в ней очень мало воздуха. В глинистой почве проросткам трудно пробиваться на поверхность к свету.
Одним растениям для прорастания семян нужно много тепла, другим мало. Растения, семена которых при прорастании требуют высокой температуры, называют теплолюбивыми, а прорастающие при низких температурах, называют холодостойкими.
а) теплолюбивые (+15°С +25°С) – огурец, тыква, перец, фасоль, кукуруза.
б) холодостойкие (+2°С +5°С) – горох, редис, лук, петрушка, пшеница, рожь.
Какие семена можно садить раньше других?
Самооценка – Посовещайтесь и решите, кто из вашей пары работал немного лучше и сделал больший вклад в ваше исследование.
Выводы по экспериментальной работе делает учитель.
(- Не все семена обладают способностью прорастать сразу после созревания. Семена яблони, клёна и других растений нуждаются в длительном периоде покоя. Благодаря этому кратковременные зимние оттепели не вызывают прорастания семян, иначе проростки могли бы погибнуть при первом заморозке, т.е. период покоя даёт возможность пережить неблагоприятные условия жизни.)
— Спасибо вам, юные исследователи. Больше нет никаких дополнений? К какому выводу мы пришли?
— Для прорастания семян необходимы условия: вода, кислород воздуха, определенная температура, питательные вещества и наличие живого зародыша.
— А какое практическое значение имеют эти знания?
-Зная условия прорастания семян, можно во время хранения их создавать условия, препятствующие их прорастанию.
— А как правильно хранить семена в домашних условиях?( в сухом месте, в тканевых или бумажных пакетах, в прохладном или теплом месте)
Я предлагаю вам научиться делать пакетики для семян из бумаги. ( из бросового материала: газета, черновики)
Мастеркласс Пакетик для семян
— А сейчас проверим ваши знания, как вы их сумеете применить.
Тест на листочке, самопроверка
-При благоприятных условиях семена прорастают и дают начало новому растению.
· Какую цель мы ставили перед уроком?
· Достигли поставленной цели?
· Перечислите условия необходимые для прорастания семян.
· Какие опыты больше всего вам запомнились, произвели впечатление? Какие эксперименты вам захотелось повторить?
· Что на уроке было интересным?
· Что на уроке было важным?
· Где могут пригодиться знания, полученные на этом уроке?
(на один и тот же вопрос отвечают несколько человек)
Каждый из вас по-разному работал на уроке, сложите ваши результаты в общий и поставьте итоговую оценку в конце листа (проверочный тест + отчет по опыту +оценка в группе)
Домашнее задание: оформить работу в виде презентации
Выясните, какие приметы посева семян знают ваши родственники. Словарь: скарификация, стратификация
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Развитие проростка
Рис.1 Условия прорастания семени
Вода необходима для набухания и прорастания семян. Семена состоят из органических и неорганических веществ. Если семена намочить, крахмал и другие органические вещества переходят в растворимое состояние. Теперь зародыш семени может использовать их для питания и начать прорастать. Чем плотнее и тверже кожура семени, тем медленнее впитывается влага. Следовательно, вода необходима для набухания семени и разрыва кожуры, превращения питательных веществ в растворимое состояние.
Тепло также необходимо для прорастания семени. Наиболее низкая температура, при которой могут прорастать семена гороха, ржи, пшеницы, ячменя, овса, льна, клевера, люцерны — 0-5°С; семена кукурузы и подсолнечника — 10-12°С, семена тыквы, дыни, огурцов, риса, хлопчатника, табака — 10-25°С (рис.2).
Рис.2 Температура прорастания семян различных видов растений
Воздух. Доступность воздуха — еще одно условие, необходимое для прорастания семени. Полностью погруженные в воду семена через 2-3 дня набухают, но не прорастают и в конце концов загнивают, поскольку им не был доступен воздух. У прорастающих семян дыхание усиливается и возрастает потребность в кислороде.
Глубина заделки семян в почву зависит от вида растения и от размеров самого семени. Чаще всего нужно сажать семена на глубину в 2-3 раза, превышающую размер самих семян.
Свет. Потребность разных растений в свете неодинакова. Изучению их светочувствительности посвящено много работ. Особенно светочувствительны семена салата, сельдерея, березы и др. Так, глубоко запаханные в почву семена многих сорняков впадают в состояние покоя. Скорость прорастания и всхожесть семян родиолы розовой на свету в 1,5-2 раза выше, чем в темноте. Семена некоторых растений, их называют «темновсхожими», наоборот, на свету не прорастут. Значит, на стадии подземного прорастания некоторым семенам (далеко не всем) свет не нужен. Но как только проросток достигает поверхности почвы, его развитие возможно только при наличии освещенности. Семена табака, лука, моркови, помидора, подсолнечника, кукурузы также быстро прорастают при наличии достаточного освещения.
Прорастание семени — это формирование проростка из зародыша. При достаточном увлажнении запасные питательные вещества становятся растворимыми и питают зародыш. Кожура набухшего семени лопается, и появляется первичный (зародышевый) корешок, с помощью которого развивающийся проросток укрепляется в почве и начинает поглощать воду с растворенными в ней минеральными солями (рис.3).
Рис.3 Процесс прорастания семени фасоли
У двудольных растений из зародышевого корешка вначале развивается главный корень. Вслед за корнем развивается почечка, которая выносится на поверхность почвы и приобретает зеленый цвет. Она выполняет функцию первичного листа (рис.4).
Рис.4 Строение проростка
У проростка однодольного растения появляются придаточные корни (рис.5).
Рис.5 Прорастание семени пшеницы
Молодое растение со стеблем и листьями, появившееся над землей, называют проростком. Для прорастания семени необходимы такие факторы, как влажность, тепло и свободный доступ кислорода. Кроме того, для прорастания некоторых семян, особенно мелких (салат, мятлик, многие сорняки), обычно требуется воздействие света.
Глубина заделки семян в почву зависит от вида растения и от размеров самого семени.
Проростание семени — это формирование проростка из зародыша.
прорастание семян
Переход семян от состояния покоя к вегетативному росту зародыша и формирующегося из него проростка. П. с. начинается при оптимальном для каждого вида сочетании влажности и темп-ры среды, при к-ром семена набухают и в клеточных органеллах активизируются ферменты, усиливающие дыхание и гидролиз запасных веществ, образуются полирибосомы и начинается синтез белков и др. веществ. Субстраты для синтеза образуются при гидролизе белков, жиров и углеводов запасающих тканей эндосперма, перисперма и (или) семядолей зародыша. П. с. регулируется фитогормонами, к-рые активируются при набухании и перераспределяются между разл. частями семени. П. с. в с.-х. практике характеризуется всхожестью, т. е. процентом семян, давших норм, проростки в оптимальных для них условиях за определённый срок (напр., для полевых культур — от 6 до 10, для древесных пород — от 10 до 60 сут), а также способностью семян к быстрому и дружному прорастанию, т. е. энергией прорастания (процент нормально проросших семян в течение короткого, определённого для каждой культуры срока, напр., для полевых культур 3— 5 сут).
↑ Схема прорастания семени двудольных: 1 — начало прорастания семени; 2, 3 — надземное прорастание; 4, 5 — подземное; См — семядоли; Эпк — эпикотиль; ГК — главный корень; БК — боковые корни; ПК — придаточные корни; Чш — чешуйки (листья). Гипокотиль окрашен в чёрный цвет.
↑ Схема прорастания семени злаков: 1—4 — последовательные стадии прорастания; Э — эндосперм; Щ — щиток; Клп — колеоптиль; Клр — колеориза; К — корень; Пк — придаточные корни; Cm — стеблевая часть проростка; Эп — эпибласт; 3 — зерновка.
Прорастание семян: методы нарушения периода покоя, условия для прорастания и превращение веществ в семени
Какие условия необходимы для прорастания семян? Для начала разберемся, что представляет собой прорастание.
Определение прорастания и методы нарушения периода покоя
Определение прорастания
Прорастание — это процесс перехода из состояния покоя к росту зародыша и развитию из него проростка.
Сам процесс прорастания тесно связан с условиями прорастания семян.
Важное условие, при котором происходит прорастание семени — период покоя. В случае, если наблюдается затягивание период покоя, он нарушается искусственно.
Методы нарушения периода покоя
Есть три основных метода нарушения покоя семян:
Какие условия нужны для прорастания семян
В первую очередь речь идет о факторах внешней среды. Огромное значение для прорастания имеет энергия прорастания. Она, в свою очередь, зависит от внешних факторов и характеризует посевное качество семян.
К факторам внешней среды относятся вода, воздух, температура и физиологические активные вещества.
Влияние воздуха
Важным условием необходимым для прорастания семян, является воздух. Прорастая, семя дышит: оно поглощает кислород, который необходим для протекания окислительно-восстановительных реакций в клетках. За счет реакций происходит стимулирование роста и деления клеток зародыша.
Важность воздуха в прорастании легко продемонстрировать на примере.
В три разных стакана помещают сухие семена. Первый стакан просто накрывают блюдцем, во второй помещают влажную вату и прикрывают блюдцем, а третий просто наполняют водой. Все стакана оставляют на несколько дней. Только в последнем случае семена не прорастут, а набухнут: для дыхания им не хватит воздуха.
Влияние света
Реакция на свет связана с действием света на обмен стимуляторов или ингибиторов в семенах. Есть светолюбивые и темнолюбивые растения. Некоторые семена лучше прорастают в темном месте.
Влияние воды
Вода необходима для прорастания семян потому что так семена набухают, а в процессе набухания кожица семени повреждается. Из этого повреждения появляется корешок и стебелек зародыша.
Кроме того, с помощью воды происходит всасывание необходимых питательных веществ, благодаря которым семена прорастают. Это также можно продемонстрировать на опыте.
В две различные емкости нужно поместить семена фасоли. Первую просто накрывают блюдцем, а во вторую помещают влажную вату и тоже накрывают. Через некоторое время мы обнаружим, что там, где была вата, семена проросли.
Объем воды, необходимый семенам, различается в зависимости от вида растения. Бобовые нуждаются в большем количестве, а злаковые — в меньшем.
Влияние температуры
Температурный режим — важное условие для прорастания. Для каждого растения существует своя благоприятная температура. Одним хорошо прорастать при температуре +2 градуса Цельсия, а другие — при +15 градусов Цельсия.
Посевной календарь в сельском хозяйстве разработан с учетом температурных предпочтений различных культур.
Выходцы из теплых широт — это теплолюбивые растения, которые прорастают при высокой температуре. Выходцы из холодных широт — это холодостойкие растения, прорастающие при низкой температуре.
Влияние физиологически активных веществ
Что еще необходимо для прорастания семян? Рост зародыша основан на питании. Питательные вещества, необходимые зародышу, располагаются в эндосперме и семядоли. Медленное развитие зародыша или его гибель обусловлены небольшим запасом питательных веществ.
Чтобы зародыш не погиб, вносятся стартовые удобрения. При поглощении питательных веществ в зародыше происходит обмен веществ: поглощается кислород и выделяется углекислый газ.
Превращение веществ в семени
Прорастание семени связано с разложением запасных веществ, включая белок, в эндосперме и семядолях. В это же время в зародыше наблюдаются синтетические процессы — на основе тех веществ, которые к нему поступают.
Несмотря на энергетический распад белков, общее количество азотных веществ остается неизменным. При этом накапливаются аминокислоты и аспарагин, резко уменьшается количество крахмала, а количество растворимых сахаров остается неизменным.
Сахара используются в процессе дыхания, который в прорастающем семени протекает довольно активно. В результате дыхания происходит образование богатых энергией веществ — АДФ и АТФ, а также выделение воды, углекислого газа и тепловой энергии.
Сахара участвуют в процессе образования клетчатки и гемицеллюлозы.
Количество минеральных веществ остается прежним. Регуляция осмотического давления и коллоидно-химических процессов в новых клетках осуществляется катионами.