При прорастании семена поглощают углекислый газ и выделяют кислород
Обновлено: 05.10.2024
Для чего при прорастании семенам нужна вода, мы выяснили. А зачем нужен воздух? Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Дыхание необходимо на ранней фазе прорастания семян, поэтому снабжение кислородом влияет на прорастание. Семена обычно нуждаются в более высоких концентрациях кислорода для прорастания, чем это требуется для последующего роста проростков. Относительно высокая потребность в кислороде у семян некоторых видов растений объясняется наличием кожуры, являющейся барьером для диффузии кислорода в семена. Выдерживание семян, освобожденных от кожуры, при высокой концентрации кислорода ускоряет дыхание.
Чтобы установить дышат семена или нет, мы взяли два стеклянных цилиндра. Один наполнили на 1/3 набухшими семенами гороха, а другой оставили пустым. Оба цилиндра закрыли стеклом. Через сутки горящую лучинку внесли в пустой цилиндр. Лучинка продолжала гореть. Опустили ее в цилиндр с семенами. Лучинка погасла. Кислород воздуха поддерживает горение и поглощается при дыхании, а углекислый газ горение не поддерживает и выделяется при дыхании. Таким образом, опыт показывает, что прорастающие семена поглощают кислород из воздуха, который был в цилиндре, и выделяет углекислый газ. Значит, семена дышат.
Дышат сухие и прорастающие семена. Только дыхание сухих семян выражено слабо. При прорастании дыхание резко усиливается, поэтому семенам нужен постоянный приток кислорода. В процессе дыхания семена выделяют не только углекислый газ, но и тепло. По этой причине прорастающие семена нагреваются. Если семена лежат толстым слоем, они могут перегреться. Перегрев приводит к гибели зародыша, а семена с мертвым зародышем нежизнеспособны и не прорастают. Способны прорастать только семена с живым зародышем. Чтобы семена не портились, мы храним их сухом, хорошо проветриваемом помещении.
Для того, чтобы проверить необходим ли воздух при проращивании семян мы провели следующий опыт: В два стакана поместили немного зерновок ржи и пшеницы. Первый стакан до краев наполнили водой. Во втором стакане зерновки лишь смочили. Стаканы прикрыли стеклом и поставили в теплое место. Через 4 суток в стакане с небольшим количеством воды семена проросли. В стакане, наполненном водой, семена набухли, но не проросли, а погибли. Здесь вода вытеснила из стакана воздух, необходимый семенам для дыхания. Следовательно, для произрастания семенам необходим воздух. Зерновки риса – обитателя болот и тимофеевки, живущей в поймах рек, могут прорастать под водой. Они довольствуются ничтожным количеством воздуха, который растворен в воде. Зерновки пшеницы, ржи, овса, нуждаются в большом количестве воздуха и не прорастают в переувлажненной почве.
Семя - генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).
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
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев - семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.
Семенная кожура - обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие - семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс - набухание семени.
Эндосперм - запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).
В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют - щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.
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.
А точнее - кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
До момента, когда растение начнет фотосинтезировать - вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо - в эндосперме.
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).
Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C - огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C - укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.
Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте - лук, конопля.
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.
Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток - стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.
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.
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.
Дыхание является целой совокупностью процессов, которые обеспечивают поступление в живой организм достаточного количества кислорода и выведение из него углекислого газа. Дыхание – это то, что жизненно необходимо всем живым существам на нашей планете. Без него жизнь будет невозможной.
№ 2. Какой газ при дыхании поглощается, а какой выделяется?
В процессе дыхания из воздуха поглощается кислород, а выделяется углекислый газ.
Стр. 137. Вопросы после параграфа
№ 1. Какой процесс называют дыханием?
Дыханием называют процесс поглощения живыми организмами из окружающей среды (воздуха) кислорода с постоянным выделением в нее углекислого газа.
№ 2. В чём состоит значение дыхания?
Прежде всего, дыхание является физиологическим процессом, который обеспечивает нормальное течение обмена веществ и энергии в живых организмах и способствует постоянству их внутренней среды путем поглощения из окружающей среды кислорода и выделения в нее углекислого газа. Без дыхания ни один организм не смог бы расти и развиваться, питаться, размножаться и просто жить на нашей планете.
№ 3. Как можно доказать, что растения дышат?
Нам известно, что все живые организмы на Земле могут дышать – потреблять кислород и выделять углекислый газ. Однако у растений данный процесс происходит немного иначе. Они поглощают углекислый газ и в процессе фотосинтеза выделяют кислород.
Чтобы убедиться в том, что растения все-таки дышат и потребляют небольшое количество кислорода, можно провести опыт. Для этого растение в горшке следует поместить в стеклянную банку, оставив на некоторое время в теплом и темном месте. Чуть позже в банку нужно опустить зажжённую спичку. Мы сразу увидим, что пламя спички погаснет. Это означает, что в банке уже не было кислорода – его использовало растение.
№ 4. Какие органы дыхания животных вы знаете?
У рыб и прочих водных животных основными органами дыхания служат жабры – специальные выросты, которые покрыты кровеносными сосудами. У насекомых дыхательная система отличается простым строением – трахеями, которые представляют собой тонкие воздухоносные трубки.
У некоторых животных, в частности у представителей ракообразных и земноводных рыб, для поглощения кислорода используется кожное дыхание. Также к такому типу дыхания относят и кишечное дыхание, при котором функцию газообмена выполняет оболочка кишечника, например, у кишечнополостных.
У птиц, млекопитающих и человека анатомические особенности дыхательной системы включают как дыхательные пути, так и легкие, и специальные мышцы для дыхания.
Стр. 137. Подумайте
Почему на свету у растений трудно обнаружить процесс дыхания?
На свету в растениях процессы фотосинтеза и дыхания происходят достаточно активно, поэтому обнаружить именно поглощение ними кислорода затруднительно. С наступлением темноты процесс фотосинтеза замедляется, так как поступление солнечного света прекращается. Тогда и можно обнаружить процесс дыхания у растений более явственно.
Стр. 138. Моя лаборатория
Опыт 1. В два одинаковых сосуда нальём воду, в которой растворено небольшое количество минеральных веществ, необходимых растению. В каждый сосуд с раствором опустим корни проростком фасоли, бобов или гороха и закрепим их. Раствор в одном из сосудов ежедневно будем насыщать воздухом с помощью пульверизатора. Другой сосуд плотно закроем крышкой так, чтобы в него не проникал воздух. Растения во втором сосуде через некоторое время погибнут. Сделайте вывод о причине гибели растений.
Так как второй сосуд был плотно закрыт, в него не поступал воздух, необходимый для растений. Когда растения старалось поглотить воду, то закупоренный в сосуде воздух просто создавал сопротивление. Из-за этого растения, не дополучавшие ни воды, ни воздуха, погибли.
Опыт 2. На дно банки налейте воду и насыпьте до 1/3 её высоты прорастающих семян гороха, фасоли или пшеницы. Банку плотно закройте крышкой. В другую банку насыпьте такое же количество сухих семян. Обе банки держите при температуре 20-25 °С.
Через сутки опустите в обе банки горящую лучинку. Объясните, почему в банке с сухими семенами лучинка будет некоторое время гореть, а в банке с прорастающими семенами лучинка сразу погаснет. Сделайте вывод.
В банке с сухими с сухими семенами лучинка будет гореть некоторое время, потому что семена все еще не проросли, а значит, тепло от ее горения поглощать нечему. В банке с прорастающими семенами лучинка гаснет сразу, так как они поглощают тепло от ее горения.
По итогу опыта можно сделать вывод, что растения способны поглощать тепло.
Усложните опыт: поставьте одну банку с прорастающими семенами в холодильник, а другую - в тёплое место. Через один-два дня внесите в банки с прорастающими семенами тлеющие лучинки. В какой банке лучинка погаснет и почему? Растения дышат более интенсивно в тёплом месте. Но главным условием дыхания является наличие кислорода в воздухе.
Сразу лучинка погаснет в банке с прорастающими семенами, которая находилась в теплом месте, потому что одним из условий для прорастания растений является наличие тепла. Кроме того, нам известно, что растения и их семена способны дышать, поглощая при этом кислород и выделяя углекислый газ. Углекислый газ, которого в результате дыхания семян выделилось достаточное количество, не поддерживает горение, а потому лучинка погасла.
Во второй банке, которая находилась в прохладном месте, лучинка будет гореть, потому что при низких температурах дыхание семян замедляется и может вовсе приостановиться.
Результаты опыта подтвердили, что прорастающие семена, как и само растение, могут поглощать кислород и выделять углекислый газ.
Стр. 138. Задание
Как и всем живым организмам, растениям для жизнедеятельности необходима энергия, которую они получают в процессе дыхания. Для них дыхание обеспечивает сполна потребности всех тканей и их клеток в кислороде. Наиболее активно дышат растущие органы у растений, а вот сухие семена дышат очень слабо. Каких-то специальных органов для дыхания у растений нет – дышат они всем телом. При этом у высших растений в газообмене ведущую роль играют устьица, расположенные в кожице зеленых стеблей и листьев, а также чечевички пробкового слоя коры. У некоторых крупных растений имеют воздушные пространства – межклетники между рыхло распложёнными клетками, из которых кислород поступает в клетки.
Хорошо зная физиологию растений, а также их способность к фотосинтезу и дыханию, человек уже давно научился использовать эти познания в своей деятельности. Например, давно установлено, что если концентрация углекислого газа в воздухе повышается, то у растений замедляется дыхание. Знание об этом позволяет людям использовать такую способность растений в целях долгосрочного хранения фруктов и овощей, в закладке сена и силоса. Достаточно всего лишь повысить содержание в воздухе углекислоты путем насыщения ею помещений, где хранятся плоды растений, и дыхание их станет менее активным. А значит, они на дольше сохранятся свежими, нежели при обычных условиях.
Также известно, что сухие семена дышат намного слабее. Но если их намочить, то дыхание становится активным. Эти знания помогают в хранении семян, когда нужно следить за влажностью в зернохранилищах, чтобы исключить их раннее нежелательное прорастание и порчу.
Еще одно знание о дыхании растений позволяет при необходимости снабжать их корни кислородом. Например, растение получает достаточно кислорода, так как растет на открытом грунте. Однако корням кислорода не хватает. Чтобы растение было крепким и дало хорошие плоды, грунт на открытых участках регулярно рыхлится, чем обеспечивается доступ кислорода к его корневой системе.
Не менее полезны знания о дыхании растений и в плане загрязнения воздуха и озеленения промышленных районов. Пыль, которая оседает на листьях растений, закрывает микроскопические устьица, тем самым затрудняя поступление воздуха в листья. Именно поэтому при озеленении городов, промышленных районов и т.д. используют только устойчивые к запылению растения – конский каштан, липу, тополь.
Задания Д3 № 247
ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН
Семена могут долго лежать в бумажных пакетиках, в мешках из ткани, в зернохранилищах, находясь в состоянии покоя и не прорастая. Прорастающие семена начинают активно дышать, поглощая ___________ (А) и выделяя углекислый газ. Во время дыхания выделяется энергия. При прорастании семени фасоли зародыш питается запасами веществ, отложенных в ___________ (Б), а при прорастании зерновки пшеницы зародыш питается запасами веществ, отложенных в _________ (В).
Читайте также: