Умови та особливості проростання насіння

Насінина – це орган, за допомогою якого розмножуються і поширюються вищі насінні рослини. У насінині міститься зародок, захищений насінною шкіркою, та запас поживних речовин. Завдяки цьому зародок здатний переживати тривалі періоди

Однодольні (на прикладі пшениці)

Дводольні (на прикладі квасолі)

1. Плодова оболонка (насіннєва шкірка і сухий оплодень)

1. Насіннєва шкірка

2. Зародок: зародкові корінець, стебельце, брунечка; одна сім’я доля-щиток

2. Зародок: зародкові корінець, стебельце, брунечка; дві сім’ядолі

3. Пилковхід і рубчик

несприятливих умов (відсутність вологи, холод тощо). При настанні сприятливих умов зародок насінини проростає і дає початок новій рослині. Проростання насіння – сукупність процесів у насінині, які забезпечують перехід зі стану спокою до стану активної життєдіяльності.

Умови проростання насіння

Основними умовами проростання є: 1) тепло, яке впливає на швидкість хімічних реакцій у клітинах зародка; 2) повітря, оскільки живі клітини зародка потребують кисню для дихання й отримання енергії; 3) вода, адже клітини зародка живі й можуть отримувати через свої клітинні оболонки лише розчинені поживні речовини насіння. Лише в небагатьох рослин насіння проростає відразу після звільнення його з плодів. Для більшості насінин потрібний певний період спокою, що характеризується незначним вмістом води у насінині, зниженим обміном, високою стійкістю до несприятливих чинників.

Основними процесами, які мають місце при проростанні насіння, є:

1) поглинання насінням великої кількості води і набрякання (тканини дозрілого насіння максимально зневоднені, містять не більше 10-15% вологи);
2) перехід клітин насіння з неактивного стану в активний, що обумовлюється функціонуванням ферментів при сприятливій температурі і доступі кисню;
3) перетворення під дією ферментів нерозчинних запасних речовин у розчинні (крохмаль – у цукри, жири – у гліцерин і жирні кислоти, білки – в амінокислоти);
4) перетворення зародка, який, використовуючи органічні речовини, починає рости, на проросток (молода рослина, яка розвинулась із зародка і є здатною до самостійного живлення). Ці якісні перетворення зумовлюються прогресуючою втратою поживних речовин, зміною структури мембран, появою деяких органоїдів і мембранних систем, поділом і диференціюванням клітин та ін.;
5) поява зародкового корінця, який першим проростає з насінини, і закріплює проросток у ґрунті та забезпечує надходження поживних речовин. Лише згодом з насінини виступає зародковий пагін.

Деякий час після появи корінця і пагона зародок розвивається, поглинаючи поживні речовини з ендосперму або сім’ядолей, а потім переходить до самостійного живлення. Проростання насіння відбувається двома основними шляхами, і тому виділяють підземний та надземний типи проростання. Якщо при проростанні сім’ядолі виносяться над поверхнею ґрунту (гарбуз, квасоля), то має місце надземний тип проростання, а якщо залишаються лід землею (горох, пшениця) – підземний тип проростання. Отже, для проростання насіння потрібні тепло, вода, повітря, період спокою та живий зародок.

Значення періоду спокою для насіння

Основними причинами, що перешкоджають проростанню, є: а) водонепроникність шкірки, яка має воскоподібну плівку; б) наявність в оплодні речовин, які гальмують проростання; в) недорозвинутість зародка тощо. Тривалість періоду спокою в насіння різних видів – від кількох тижнів до кількох років. Японські ботаніки виявили насінини лотоса віком понад 2000 років у торф’яниках Маньчжурії, після руйнування насінної шкірки всі вони проросли.

Під час періоду спокою першочергове значення має дозрівання насіння. Важливу роль у процесі виходу насіння зі стану спокою є видалення або руйнування гальмуючих речовин за допомогою води, кисню тощо. У природі під впливом багаторазових змін умов довкілля насінна шкірка змінюється: стає більш проникною і менш стійкою. Досить часто шкірка руйнується мікроорганізмами, інколи перетравлюється у шлунку тварин. Вчені описали такий цікавий факт. З Галапагоських островів до Каліфорнійського університету привезли насінння місцевих помідорів, але виростити з них рослини ніяк не вдавалося, поки не згодували їх велетенським черепахам, які були привезені з цих самих островів. Після цього насіння проросло.

У багатьох випадках спокій насіння переривається під впливом понижених температур. Для цього насіння різних видів потребує короткочасного впливу температури приблизно до 0°С, нерідко достатньо і 10°С. Людина навчилася виводити насіння з періоду спокою, застосовуючи для цього понижену температуру (стратифікація), штучне пошкодження шкірки насіння для прискорення проростання (скарифікація); промивання водою для видалення з насіння речовин, що гальмують проростання, вплив біологічно активних речовин (фітогормонів) для прискорення проростання тощо. Отже, період спокою – стан розвитку насінини, який забезпечує її дозрівання та запобігає передчасному проростанню.

Які умови необхідні для проростання насіння квасолі

Для доведення необхідності води, повітря і тепла учні наводять результати досліду. Один з учнів розповідає про методику постановки та проведення досліду.

Учні замальовують у зошитах чотири банки (або пробірки), під малюнками підписують, у яких умовах перебувало насіння й що з ним відбулося.

Спостереження учнів підсумовуються їхніми відповідями на запитання:

В яких умовах перебувало насіння в банці № 1?
Чи змінилося насіння?
В яких умовах перебувало насіння в банках № 3 і № 4?
Що відбулося з насінням в обох банках?
В яких умовах перебувало насіння в банці № 2?
Чому в цій банці насіння проросло?
Які умови необхідні для проростання насіння?

У зошитах учні записують висновок: «Для проростання насіння необхідні одночасно три умови: вода, повітря і тепло».

У підсумковій бесіді з’ясовується значення води, повітря і тепла для проростання насіння та чи для всіх насінин різних рослин потрібний однаковий обсяг цих умов, а також з допомогою яких агротехнічних прийомів людина створює найбільш сприятливі умови для появи дружних сходів після посіву насіння культурних рослин.

Пам’ятка

До уроку необхідно закласти досліди для виявлення дихання насіння. Для цього потрібно наповнити кілька великих пробірок вуглекислим газом; інші пробірки — киснем і щільно закрити їх гумовими пробками.

Дихання насіння

Використовуючи життєвий досвід учнів, а також знання, набуті під час вивчення природознавства, урок можна почати з бесіди:

Яке значення має повітря для життя людини, тварин і рослин?
Який газ поглинається під час дихання та який виділяється?
Які властивості кисню і вуглекислого газу вам відомі?

Вислухавши відповіді, учитель ставить перед учнями наступне запитання: як з’ясувати, чи дихає насіння? Зазвичай на це запитання учні відповідають ствердно і як доказ наводять дослід, що розглядався на минулому уроці (під товстим шаром води насіння пшениці не проросло). Далі вчитель ставить пізнавальну завдання: який газ поглинається в процесі проростання насіння, а який виділяється? Як це можна з’ясувати?

Відповіді на запитання дають досліди з дихання насіння, що проростає, закладені заздалегідь. Під час демонстрації вчитель проводить бесіду:

Якщо насіння, що проростає, дихає, то який газ повинен накопичитися в закритій колбі, в якій воно перебуває?
Як можна дізнатися, який газ міститься в колбі?

Спостереження допомагають учням зробити правильний висновок: «Кисень у колбі витратився на дихання, насіння виділило вуглекислий газ».

Постановкою питання: яке значення має дихання для насіння, що проростають? — привертається увага учнів до розглядання результатів досліду, що доводить вплив дихання на ріст органів проростка.

Учитель просить пояснити, чим спричинена така велика різниця у величині проростків у закритій і відкритій колбах, хоча насіння було покладено в них одночасно і колби стояли поряд у кімнатній теплиці. Учні зазвичай правильно вказують причину явища.

У зошитах учні малюють дві колби з проростками й роблять запис приблизно такого змісту: «У відкритій колбі насіння проросло. Висота проростків від… до… см. До насіння вільно проникало повітря. У закритій колбі насіння набубнявіло і лише деяке почало проростати. У колбу не проникало свіже повітря. Висновок: насіння дихає. Під час дихання воно поглинає кисень, а виділяє вуглекислий газ. Дихання необхідне для росту і розвитку проростка».

З метою оволодіння учнями поняттям «умови зберігання насіння» проводиться бесіда, у процесі якої відзначається необхідність провітрювання зерносховищ для підтримки рівномірної температури й вологості в приміщенні.

Удома учні продовжують спостереження за розвитком проростків.

Пам’ятка

Для вивчення теми «Живлення і ріст проростків» необхідно:

1. Підготувати проростки дводольних і однодольних рослин у різних фазах розвитку, починаючи із проростання насіння.

2. Принести на урок заздалегідь закладені досліди зі з’ясування впливу величини запасів поживних речовин на розвиток проростка рослини.

Живлення і розвиток проростків дводольних і однодольних рослин

Вивчення питання про живлення пов’язане зі з’ясуванням особливостей розвитку проростків дводольних і однодольних рослин і того, що відбувається при цьому із запасними речовинами насіння, в якому стані вони можуть поглинатися клітинами й чому для посіву необхідно брати повноваге добірне насіння.

На початку уроку учні виконують самостійну роботу за завданням учителя.

Завдання 1. Розглянути розвиток органів у проростка пшениці й відповісти на запитання:

Який орган зародка рушає в ріст першим?
Що розвивається із зародкового зачатка?
Як змінився ендосперм у процесі розвитку проростка? (Відокремити ендосперм у всіх проростків і розглянути його.)

Завдання 2. Розглянути розвиток органів у проростка квасолі й відповісти на запитання:

Який орган зародка починає рости першим?
Що відбувається із сім’ядолями в процесі розвитку проростка?

Порівняти проростки однодольної та дводольної рослин. Чим вони відрізняються одна від одної?

Після виконання завдань проводиться узагальнююча бесіда за запитаннями:

Чим живляться проростки рослин?
Як ви про це довідалися?
За рахунок чого відбувається ріст органів проростка, збільшення їх розмірів? (Клітини живляться, ростуть, діляться)
За якими ознаками можна відрізнити проростки однодольних рослин від дводольних?

На цьому ж уроці проводиться бесіда про значення запасних поживних речовин насіння. Учитель демонструє проростки, що виросли з половини сім’ядолі, з однієї та двох сім’ядоль, а також проростки, що розвинулися з дрібних і великих насінин.

Бесіда проводиться за запитаннями:

Чим відрізняються проростки із двома сім’ядолями від проростків з однією і половиною сім’ядолі?
Який висновок можна зробити із цього досліду?
У чому полягає відмінність проростків, що розвинулися з дрібних і великих насінин?
Яке насіння слід відбирати для посіву?

Вислухавши й доповнивши відповіді учнів, учитель підкреслює, що клітини проростка можуть усмоктувати запасні речовини тільки в розчиненому стані. Тому без води не відбувається проростання насіння.

На завершення уроку учні роблять висновок: клітини проростка всмоктують розчинені речовини насінини. Чим більше запасних поживних речовин у насінині, тим більшим за розмірами виростає проросток. Великі проростки краще переносять несприятливі умови погоди, тому необхідно брати для посіву великі насінини.

Удома учні повторюють матеріал про будову й склад насінини, умови, необхідні для їх проростання, дихання і живлення проростків, продовжують спостереження за розвитком проростків.

Узагальнення знань з теми

Узагальнення і перевірка знань учнів проводяться шляхом усного і письмового опитувань. Відповіді учнів мають бути доказовими: з демонстрацією дослідів, виконанням малюнків, показом натуральних об’єктів, використанням таблиць.

Урок доцільно почати з короткого вступу, в якому вчитель пропонує учням розповісти, про що вони дізналися, вивчаючи тему «Насіння», та який матеріал, на їхню думку, слід було б повторити.

Вислухавши учнів, учитель виділяє головний і найбільш складний матеріал, на який слід звернути увагу, виявити прогалини в його засвоєнні школярами та усунути їх.

Бесіду рекомендується провести за такими запитаннями:

1. На які дві групи можна ділити насінини за будовою їх зародка? (Насіння однодольних і дводольних рослин)

2. У чому полягає подібність у будові насінин обох груп і в чому їх відмінність? (Подібність: насінини дводольних і однодольних рослин мають зародок рослини й запасні поживні речовини; відмінність: насінина дводольних — дві великі сім’ядолі із запасними речовинами, в однодольних— одна тонка сім’ядоля, а запасні речовини містяться в ендоспермі)

3. Як можна довести, що в насінині є зародок рослини? Що для цього необхідно зробити? (Створити умови для проростання насінини, поставити дослід, що доводить дихання насіння)

4. Які умови необхідні для проростання насіння? Яке значення має кожна з умов? (Розповісти про досліди та продемонструвати їх. Указати значення води — для набухання насіння і розриву шкірки, розчинення запасних речовин та їх рух у розчиненому вигляді до клітин зародка рослини; повітря (кисень) — для дихання живих клітин насіння; тепла — для нормального протікання життєвих процесів — живлення, дихання, росту, на холоді вони протікають слабко або зовсім припиняються)

5. Як можна довести, що насіння дихає? Який газ воно поглинає і виділяє? (Розповісти про дослід і показати його закладку, а якщо можна, то і його результати)

6. Чим живиться проросток під час проростання насінини? Покажіть. (Наводяться результати спостережень за зменшенням запасних речовин насінини, розміри проростків великих і дрібних насінин, з вилученою частиною запасних речовин)

7. Чому насіння різних рослин висівають на різну глибину й у різний термін?

8. Які знання, набуті вами в темі «Насіння», ви зможете використати для зберігання насіння і посіву його у ґрунт?

Після усного опитування проводиться письмова перевірка знань, розрахована на 12—15 хвилин.

Варіант I

1. Опишіть будову насінини дводольної рослини.

2. Які речовини входять до складу насінини?

Варіант II

1. Опишіть будову насінини однодольної рослини.

2. Назвіть умови, необхідні для проростання насіння в ґрунті. Учитель спостерігає за ходом письмової роботи й висловлює оцінні судження про якість її виконання.

У підсумковій бесіді вчитель підводить учнів до загальних висновків: «За будовою насіння рослини об’єднують у дві групи — однодольні та дводольні. У насінні міститься живий зародок рослини й запасні поживні речовини для нього (органічні й мінеральні). Для проростання насіння одночасно необхідні три умови: вода, повітря, тепло. Знання будови насіння та умов його проростання дозволяє людині створювати під час посіву насіння найбільш сприятливі умови в ґрунті й завдяки цьому одержувати високі врожаї».

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь

Дати відповіді на питання

Які фактори можуть впливати на схожість насіння?
Як проростає насіння?
Що таке період спокою?

Проростання насіння, умови його підростання, біологія

Повернутися на сторінку Біологія