В какой части семени фасоли содержатся запасные питательные вещества

Из 15000 растений, которые человек употребляет в пищу, 150 видов являются сельскохозяйственными (разводятся искусственно). Среди них, как источник протеина, важны бобовые культуры. Почти все они размножаются зернами. Как образуются, из чего состоят семена, рассмотрим на примере каково строение семени фасоли.

Как образуются семена фасоли

Семена образуются при опылении – важном этапе размножения растений. Пыльца, содержащая мужские половые клетки, попадает на семенные зародыши (женские половые клетки). Происходит это у различных видов по-разному: самооплодотворением, при помощи ветра, потоков воды, насекомых и даже птиц, летучих мышей, мелких млекопитающих. У фасоли в одном цветке содержатся тычинки и завязь. Оплодотворение происходит самостоятельно. Возможно перекрестное опыление между разными цветами.

Строение цветка (из книги «Ботаника», 5 класс)

Попав на приймочки матки, при наличии благоприятных условий, пыльца начинает прорастать. От рыльца к цветоложе отходит трубочка, по которой мужская клетка достигает завязи с семенным зачатком. Цветок фасоли имеет в распоряжении 2-3 суток, чтобы образовался зародыш. Продолжительность цветения кисти – до двух недель. На одном растении процесс оплодотворения может длиться до месяца, а у спаржевых видов – до трех месяцев.

Цветок фасоли

У фасоли обыкновенной (Phaséolus vulgáris) пыльца начинает созревать при нераскрывшихся лепестках, а сам процесс оплодотворения происходит за несколько часов до раскрытия. Результатом сложного биохимического процесса является завязь. Плод содержит от двух до восьми семян, каждое из которых имеет защитную оболочку и запас питательных веществ. Если смотреть упрощенно, то каждое зернышко из боба – зачаток нового растения.

Процесс оплодотворения растений

Строение семени и их значение

Изучение строения семени фасоли — важный этап на пути к пониманию развития растения. Фасоль имеет достаточно крупные семена, хорошо прорастает, поэтому в школьной программе по ним изучают строение семени двудольного растения. Ознакомиться с внутренним устройством зернышек можно в домашних условиях. Для этого необходимо иметь несколько крупных фасолин и лупу с пятикратным увеличением. Плоды замачивают в теплой воде на шесть часов, снимают кожуру и делают продольный разрез.

Семя фасоли – производное процесса оплодотворения, орган для размножения растений. У фасоли, принадлежащей к покрытосеменным цветковым растениям, семена образуются внутри плода из семенного зачатка (семенной почки). Кроме функции размножения, они выполняют функцию выживания, поскольку способны переносить условия окружающей среды, при которых зеленые растения попросту гибнут: мороз, засуха. Зерна у Phaséolus vulgáris имеют слегка серповидную форму: выпуклые по наружной, вогнутые – по внутренней стороне.

Основные составные части зерна фасоли:

• семенная кожура – покровная ткань из нескольких слоев, защищает семя от механических повреждений и высыхания;
• зародыш семени фасоли – имеет зачатки будущего растения и диплоидный набор хромосом (2n);
• эндосперм – паренхима с запасом питательных веществ и триплоидным набором хромосом (3n).

Семенная кожура плотная, гладкая, имеет различный окрас. С внутренней (вогнутой) стороны заметен рубчик у фасоли, оставшийся от семенной ножки, которой зернышко крепилось до створки боба. Рядом можно рассмотреть отверстие – семявход (микропиле у фасоли). Когда зернышко будет прорастать, через это отверстие будет поступать влага, необходимая для набухания.

Зародыш фасоли имеет зародышевый корешок, зародышевый стебель, зародышевый лист (семядоли). Основной корень формируется из зародышевого.

Запасающая ткань эндосперма содержит много питательных веществ и ферментов для их переработки в легко усваиваемую форму, необходимую для прорастания зародыша.

На заметку! Узкий канал в покровных тканях семенной почки, через который проникает пыльцевая трубка, является входом для пыльцы. Его называют микропиле. Открытие принадлежит немецкому биологу ХІХ века Иоганну Петеру Мюллеру.

Фазы прорастания семени

Зародышевый побег двудольного растения

Зародышевый побег двудольного состоит из почечки, несущей точку роста с зачатками листьев и гипокотиля (подсемядольного колена), расположенного между узлом семядолей и зародышевым корешком. При увеличительном изображении, он напоминает небольшой стебелек. Когда создаются благоприятные условия, гипокотиль первым трогается в рост, выталкивает зародышевый корень, изгибаясь дугою, активно развивается, вынося семядоли и точку роста на поверхность грунта.

Прорастание зародышевого корешка

Зародышевый корешок

Зародышевый корешок – группа клеток, способных к активному делению. Они первыми выходят из семени, начиная поставлять влагу и питательные вещества. Для защиты клеток от повреждений, имеется корневой чехлик. Корень первого порядка развивается из зародышевых клеток. Корневая система второго порядка у бобовых образуется из разветвлений главного корня, образуя придаточные корни. За исключением некоторых видов, фасоль имеет корневую систему стержневого типа.

Семядольные листики

Семядоли

Рассмотрим подробнее, в какой части семени фасоли находятся питательные вещества и какую роль выполняют семядоли в семени фасоли. Все питательные вещества, необходимые для начальной фазы прорастания семян, содержатся в семядолях. После того, как зародышевый побег вынесет их на поверхность почвы, в них начинается процесс фотосинтеза, что обеспечивает процесс деления и роста зародышевой почки. При появлении первых настоящих листиков, функции семядолей прекращаются и они отпадают.

Фазы развития проростка

Что такое прорастание семени

Зрелые семена могут находиться в состоянии покоя длительный период. Зерно сохраняет зародыш живым на протяжении 5-6 лет. Переход из состояния покоя к развитию зародыша называют прорастанием семени. В процессе начала жизнедеятельности в семядолях начинаются обменные процессы. В результате действия ферментов, химические вещества переходят в состояние, обеспечивающее питание и рост будущего зачатка. Первым появляется корешок, затем подсемядольное колено (гипокотиль). Формирование и рост нового растения называется проросток. У двудольных существует два типа прорастания:

• надземный – семядоли выносятся на поверхность (фасоль);
• подземный – семядольные ткани остаются в почве (дуб).

Оптимальные условия, необходимые для прорастания

Прорастание семечка и формирование проростка важные процессы онтогенеза, требующие наличия комплекса благоприятных факторов.

Пыльца растений в 50-кратном увеличении

1. Влага. Усвоение питательных веществ невозможно без поступления воды, в которой растворяются все питательные вещества. Избыток влаги также нежелателен, поскольку перекрывается доступ кислорода.
2. Кислород. Второе необходимое условие, так как начальные этапы развития клеток зародыша происходят при его поглощении. При этом выделяется углекислый газ.
3. Качественные семена. До того момента, когда гипокотиль выносит семядоли на поверхность и они начнут участвовать в процессе фотосинтеза, развитие зародыша зависит от запаса питательных веществ в семядолях фасоли (эндосперме).
4. Освещение. Существуют некоторые растения, способные прорасти в полной темноте. Свет фасолине необходим с первых дней появления подсемядольного колена на поверхности. Отсутствие освещения приводит к вытягиванию зародыша, гибели растения после истощения семядольных запасов.
5. Температура. Для каждого вида растения своя температура прорастания семян. По этому признаку их делят на холодостойкие и теплолюбивые. К последним относится фасоль обыкновенная, способна прорастать при температуре выше +10ºС. Оптимальной для роста и развития растения является 20-22 градуса.
6. Глубина посева. Чем больше семя растения, тем более глубокая посадка их заделки в грунт. Слишком глубокая посадка приводит к истощению питательных веществ на начальных этапах развития, что негативно сказывается на росте растения. Фасоль сажают на глубину 4-5 см.

Прорастание пыльцевой трубки

Особенности строения корневой системы

У всех бобовых, типичным представителем которых является Phaséolus vulgáris, на отростках корневой системы образуются бульбочки со штаммами бактерий, способными фиксировать азот. Это позволяет усваивать свободный азот из воздуха, накапливать его, тем самым обогащать почву. Симбиоз с бактериями превращает газ из атмосферы в соединения аммония, который используется для строения всех соединений. В этом случае бобовые являются идеальными растения для выращивания, поскольку снижается потребность в удобрениях. На фоне высокого содержания азота в почве развитие клубеньков блокируется, симбиоз с бактериями невыгоден для растения. Растение является хорошим предшественником для сельскохозяйственных культур из-за особенности строения корневой системы у фасоли. Бобовые – натуральный источник органических удобрений.

25 дней жизни фасоли за 3 минуты

Заключение

Иногда овощеводы терпят неудачи при выращивании овощных и декоративных культур. Это случается на начальных этапах, за неимением знаний о жизни и развитии растений. Если знать строение фасоли и других растений, то выращиванием можно заниматься более профессионально и эффективно. Для всех любителей загородной жизни мы стараемся дать максимум знаний, чтобы работа на дачном участке была вам в радость.