Лекция 15 Семя и плод Строение семени. Типы

Лекция 15 Семя и плод Строение семени. Типы семян. Плод. Характеристика и классификация плодов.

1. Строение семени Семя – основной орган размножения и расселения голосеменных и покрытосеменных растений. У п/сем семена заключены в одно- или многосемянный плод. В типичном случае семя состоит из: зародыша (2n), эндосперма (3n), семенной кожуры.

Семенная кожура Обычно многослойна. Функция – защита зародыша от механических повреждений, микроорганизмов, пересыхания, преждевременного прорастания. Может способствовать распространению семян - волоски у ивы, тополя - мясистые придатки на кожуре у бересклета, копытня Тонкая кожура – у невскрывающихся плодов с прочным и непроницаемым о/пл (подсолнечник, вишня). Толстая кожура у вскрывающихся плодов с тонким о/пл. (у хлопчатника). Но часто бывают отклонения от этого правила (виноград).

На первых этапах прорастания клетки семенной кожуры могут ослизняться (это способствует прикреплению к почве – у льна). Семенная кожура имеет небольшое отверстие – микропиле: - место проникновения первых порций воды, - место появления корешка при прорастании. На кожуре семян из многосемянных плодов виден рубчик – место прикрепления семени к семяножке. На рубчике заметен след проводящего пучка.

У зрелого семени состоит из крупных клеток запасающей ткани. Эндосперм Белки откладываются в виде алейроновых зёрен у злаков в алейроновом слое (наружный слой э/сп) Эндосперм может быть твёрдым, каменистым – например, у финиковой пальмы. Вещества эндосперма гидролизуются при набухании семян под действием ферментов и поглощаются зародышем. После этого клетки э/сп разрушаются. Эндосперм мучнистый (преобладают зерна крахмала) маслянистый (отложения жирных масел)

Зародыш Имеет: зародышевый стебелек. На верхушке – точка роста побега (меристема). Если на апексе уже заложены зачатки листьев, то говорят о почечке зародыша. Семядольные листья (семядоли): у однодольных – 1, у двудольных – 2, у хвойных – несколько. Часть оси, занятая основаниями семядолей – семядольный узел, ниже него – гипокотиль (подсемядольное колено). Зародышевый корешок, имеющий меристематический конус нарастания, покрытый корневым чехликом.

Взаимоотношения между зародышем и эндоспермом Зародыш может быть очень мал, а э/сп может занимать почти весь объем семени (у магнолиевых, пальм, лилейных). Зародыш ко времени созревания семени разрастается и поглощает э/сп. Зрелое семя состоит из: зародыша и небольшого слоя э/сп под кожурой (яблоня, миндаль), либо зародыша и семенной кожуры (бобовые, тыквенные, сложноцветные). Из 250 семейств цветковых 85 % видов имеют более или менее выраженный э/сп, а 15 % видов – не имеют э/сп.

2. Типы семян 1. Семена с эндоспермом У двудольных часто семядоли зрелого семени маленькие, но значительно увеличиваются перед прорастанием: поглощают вещества э/сп. Примеры: клещевина, сирень, виноград, липа, гречиха, томат, хурма, пион, мак. Семя мака

К этому типу (с эндоспермом) относится большинство семян однодольных. У злаковых зародыш в плоде зерновке прилежит к э/сп только одной стороной, а не окружен э/сп. Семядоля злаков – плоский щиток. Поверхностный слой его – сильно специализированные клетки с всасывающей функцией. Почечка зародыша сильно развита, имеет 2-3 и более листовых зачатка. Наружный колпачковидный лист – колеоптиль («колеос» - ножны, «птилос» - перышко). Зародышевых корешков может быть несколько, они окружены многослойным чехлом – колеоризой.

2. Семена с эндоспермом и периспермом Из нуцеллюса семязачатка образуется дополнительная запасающая ткань – перисперм. Находится обычно сразу под семенной кожурой. Функционально перисперм – аналог э/сп (но не гомолог!). Примеры: черный перец, кувшинка, кубышка, банановые, имбирные. Семя черного перца

3. Семена без эндосперма с периспермом Иногда э/сп в зрелом семени поглощается полностью. Остается один перисперм. Примеры: звездчатки, куколь, свёкла, лебеда. Семя куколя

4. Семена без эндосперма и перисперма Под плотной кожурой находится плоский зародыш с крупными семядолями. Э/сп «съеден» в процессе созревания семени. Часто видно зачаточное жилкование на семядолях. Примеры: бобовые, тыквенные, сложноцветные, крестоцветные, дуб, лещина, цитрусовые. Семя гороха

Существуют семена с недоразвитым и редуцированным зародышем. У многих пальм и лилейных: зародыш сильно увеличивается перед прорастанием. У паразитических цветковых: зародыш выходит из семени рано. Его органы закладываются после прикрепления к хозяину (заразиховые, повиликовые, орхидные).

3. Плод. Характеристика и классификация плодов Плод – зрелый цветок: образуется в результате тех изменений, которые происходят в цветке после оплодотворения. В образовании плода могут принимать участие: гинецей, цветоложе, цветоножка, части соцветия. Разнообразие плодов определяется строением околоплодника, способом вскрывания или распадения, особенностями распространения.

Околоплодник Это разросшаяся и сильно видоизмененная стенка завязи. Состоит из 2-3 слоев: наружного – экзокарпия, среднего – мезокарпия (±), внутреннего – эндокарпия. Наиболее четко слои выражены у костянок: экзокарпий – кожица плода, мезокарпий – сочная мякоть, эндокарпий – «косточка», защищающая семя. В процессе созревания в околоплоднике накапливаются: сахара, витамины, ароматические вещества, жиры, пигменты.

Определяющим морфологическим признаком плода является тип гинецея, из которого он развивается. плоды ценокарпии (паракарпии, синкарпии, лизикарпии апокарпии полимерные (из нескольких плодолистиков) мономерные (из одного плодолистика) односемянные многосемянные верхние (из верхней завязи) нижние (из нижней завязи)

По признакам внешней морфологии: плоды невскрывающиеся вскрывающиеся сухие сочные Вскрывание плодов – освобождение семян до их прорастания. Характерно для сухих многосемянных плодов. В других случаях околоплодник постепенно разрушается от механических воздействий или деятельности микроорганизмов. Такие плоды называются невскрывающимися.

По брюшному шву – вентрицидное, по средней жилке плодолистика – дорсицидное, по поверхности плодолистика – ламинальное. Типы вскрывания плодов дырочками (мак) зубчиками (гвоздика) неполное полное – створками (боб, стручок) крышечками (белена) Продольными щелями 1.

2. Разрыв по перегородкам – септицидное вскрывание (septa – перегородка) – в плоскости срастания плодолистиков. Характерно для синкарпных плодов (тюльпан, недотрога, кипрей). 3. Разрыв по гнездам – локулицидное вскрывание. Также для синкарпных плодов (у некоторых типов синкарпных коробочек).

4. Распадающиеся плоды (более эволюционно развитые). Дробные плоды (распадаются продольно, в плоскости срастания плодолистиков): двукрылатка у кленов, вислоплодник у зонтичных. Членистые плоды (распадаются поперечно в плоскостях, перпендикулярных продольной оси плодолистика. В члениках – ложные перегородки): ценобий у бурачниковых и губоцветных.

Классификации плодов по типам гинецея и по способам распространения – самостоятельно!