Nel caso delle piante dicotiledoni, i cui cotiledoni della piantina svolgono la fotosintesi, i cotiledoni sono funzionalmente simili alle foglie. Ma le foglie e i cotiledoni reali sono funzionalmente diversi in termini di sviluppo. I cotiledoni si formano durante l'embriogenesi insieme al meristema della radice e del germoglio, e quindi sono presenti nel seme fino alla germinazione. Le foglie vere si formano dopo lo stadio embrionale (cioè dopo la germinazione) dal germe del meristema apicale, che è responsabile della generazione della successiva parte aerea della pianta.
I cotiledoni dei cereali e di molte altre piante monocotiledoni sono una foglia altamente modificata costituita da uno scutello e da un coleoptile. Lo scutello è un tessuto nel seme specializzato nell'assorbimento e nella conservazione del cibo dall'endosperma adiacente. Il coleoptile è un cappuccio protettivo che ricopre la piuma (il precursore del fusto e delle foglie della pianta).
I germogli delle gimnosperme hanno anche cotiledoni, spesso il loro numero varia (multi-cotiledoni), mentre da 2 a 24 cotiledoni formano riccioli nella parte superiore dell'ipocotilo (stelo embrionale) che circonda la piuma. All'interno di ciascuna specie, ci sono spesso altre variazioni nel numero di cotiledoni. Ad esempio, le piantine di pino radiante (Pinus radiata) ne hanno 5-9, il pino di Geoffrey (Pinus jeffreyi) - 7-13). Altre specie ne hanno un numero più o meno fisso. Ad esempio, il cipresso sempreverde ha sempre solo due cotiledoni. Il grande pino conico (Pinus maximartinezii) ha il maggior numero conosciuto di cotiledoni, 24 (Farjon & Styles, 1997).
I cotiledoni possono essere di breve durata, esistere solo pochi giorni dopo l'emergenza, o permanenti, vivendo sulla pianta per un anno o più. I cotiledoni contengono depositi di cibo (o, nel caso di gimnosperme e monocotiledoni, hanno accesso a depositi altrove nel seme). Quando queste riserve sono esaurite, i cotiledoni possono diventare verdi e iniziare la fotosintesi, per poi appassire quando le prime foglie vere si impossessano della produzione di cibo per la pianta.
Una pianta in fiore inizia la sua vita come seme. I semi delle piante differiscono per forma, colore, dimensioni, peso, ma hanno tutti una struttura simile.
Un chicco di grano non è un seme, ma un frutto. I tessuti del feto nella cariosside sono rappresentati solo da uno strato esterno membranoso, chiamato membrana del frutto. Il resto del grano è il seme.
La struttura del seme della monocotiledone è ben visibile nell'esempio del frumento. Nel grano, i chicchi sono frutti - chicchi contenenti un solo seme. La maggior parte del grano è occupata dall'endosperma, uno speciale tessuto di stoccaggio contenente sostanze organiche. L'embrione si trova a lato dell'endosperma. Distingue tra radice germinale, peduncolo germinale, gemma germinale e cotiledone modificato situato al confine con l'endosperma. Questo cotiledone facilita il flusso di nutrienti dall'endosperma all'embrione durante la germinazione dei semi.
La struttura del seme di una pianta monocotiledone (grano)
La struttura del seme di una pianta dicotiledone è più facile da considerare usando l'esempio di un fagiolo, costituito da un embrione e da una buccia di seme. Dopo aver rimosso il rivestimento del seme, l'embrione viene esposto, che consiste in una radice embrionale, un gambo embrionale, due massicci cotiledoni e un rene racchiusi tra di loro. I cotiledoni sono le prime foglie modificate dell'embrione. Nei fagioli e in molte altre piante, contengono un apporto di sostanze nutritive, che vengono poi utilizzate per nutrire la piantina e anche performanti funzione protettiva in relazione al rene.
La struttura del seme di una pianta dicotiledone (fagiolo)
Obbiettivo: identificare le sostanze inorganiche nel seme.
Cosa facciamo: mettere dei semi secchi (grano) sul fondo della provetta e scaldarli sul fuoco. Condizione: mantenere la provetta sopra il fuoco in posizione orizzontale in modo che la sua parte superiore rimanga fredda.
Cosa osserviamo: presto sulle pareti interne nella parte fredda della provetta si notano gocce d'acqua.
Risultato: le gocce d'acqua sono il risultato del raffreddamento del vapore acqueo rilasciato dai semi.
Cosa facciamo: continuare a riscaldare la provetta.
Cosa osserviamo: compaiono gas marroni. I semi erano carbonizzati.
Risultato: quando i semi sono completamente bruciati, rimane solo un po' di cenere. Non c'è molto nei semi - dall'1,5 al 5% della massa secca.
Conclusione: i semi contengono minerali combustibili organici e non combustibili (ceneri).
È noto che la farina si ottiene macinando i chicchi di grano in un mulino.
Obbiettivo: Scopriamo insieme la composizione delle sostanze organiche contenute nei semi di grano.
Cosa facciamo: prendete un po' di farina di frumento, aggiungeteci dell'acqua e fate un piccolo grumo di pasta. Avvolgere una palla di pasta in una garza e sciacquare bene in un recipiente con acqua.
Cosa osserviamo: l'acqua nella nave divenne torbida e nella garza rimase un piccolo grumo appiccicoso.
Cosa facciamo: far cadere 1-2 gocce di soluzione di iodio in un bicchiere d'acqua.
Cosa osserviamo: il liquido nel recipiente è diventato blu.
Risultato: l'acqua di prova è diventata blu - significa che c'è dell'amido.
Sulla garza, in cui c'era l'impasto, c'era una massa appiccicosa viscosa: glutine o proteine vegetali.
Conclusione: i semi contengono proteine \u200b\u200bvegetali e amido: si tratta di sostanze organiche. I semi contengono principalmente materia organica. In piante diverse sono disponibili in diverse quantità.
I semi contengono, oltre alle proteine e all'amido da sostanze organiche, anche grassi vegetali.
Obbiettivo: dimostrare che i semi contengono grassi vegetali.
Cosa facciamo: mettere un seme di girasole tra due fogli di carta bianca (Fig. 1). Quindi premere l'estremità smussata della matita sul seme (Fig. 2).
Cosa osserviamo: sulla carta è comparsa una macchia grassa (Fig. 3).
Conclusione generale: le sostanze organiche si formano nel corpo e, una volta riscaldate, si carbonizzano, quindi bruciano, trasformandosi in sostanze gassose. sostanze inorganiche, che fanno parte del seme, non bruciano e non carbonizzano.
La germinazione dei semi è un indicatore importante della qualità dei semi stessi. Non è difficile definirlo.
Obbiettivo: impara a determinare la germinazione dei semi.
Cosa fanno: contare, dal materiale del seme, 100 semi di fila, senza scelta, disporli su carta da filtro bagnata o su sabbia inumidita (è possibile su uno straccio bagnato).
Cosa osserviamo: dopo 3-4 giorni, viene contato il numero di semi germinati e vedono come i semi germinano amichevolmente.
Dopo 7-10 giorni, si conta nuovamente il numero di semi germinati e si osserva la germinazione finale.
La germinazione viene valutata in percentuale, contando il numero di percentuale germinata su 100 seminate.
Conclusione: maggiore è il numero di semi germinati, migliore è il materiale del seme.
Ci sono semi che, durante la germinazione, portano foglie di cotiledone sulla superficie del terreno (fagioli, cetriolo, zucca, barbabietole, betulla, acero, aster, calendule): questa è la germinazione dei semi fuori terra.
In altre piante, durante la germinazione, i cotiledoni non affiorano in superficie (piselli, nasturzi, fagioli equini, quercia, castagno), sono classificati come piante a germinazione sotterranea.
Per fare ciò, puoi condurre un piccolo esperimento.
Obbiettivo: Quali condizioni sono necessarie per la germinazione dei semi?
Cosa facciamo: prendete tre bicchieri e mettete sul fondo di ciascuno qualche chicco di grano. Nel primo - lascia i semi così come sono (ci sarà solo aria). Nel secondo, versa abbastanza acqua in modo che bagni solo i semi, ma non li copra completamente. Riempi il terzo bicchiere a metà. Coprire tutti e tre i bicchieri con il vetro e lasciare alla luce. Questo è l'inizio della nostra esperienza.
Dopo circa 4-5 giorni, analizzeremo il risultato.
Cosa osserviamo: nella prima i semi rimasero immutati, nella seconda si gonfiarono e germinarono, e nella terza solo si gonfiarono ma non germinarono.
Risultato: l'esperienza mostra che i semi assorbono facilmente l'acqua e si gonfiano, aumentando di volume. In questo caso, le sostanze organiche (proteine e amido) diventano solubili. Così, il seme da uno stato dormiente inizia una vita attiva. Tuttavia, se, come nel terzo bicchiere, l'aria non ha accesso ai semi, anche se si sono gonfiati, non hanno germinato. I semi germinarono solo nel secondo bicchiere, dove avevano accesso sia all'acqua che all'aria. Non ci sono stati cambiamenti nel primo bicchiere, poiché l'umidità non è stata fornita ai semi.
Conclusione: I semi hanno bisogno di umidità e aria per germogliare.
Obbiettivo: Confermiamo sperimentalmente che, oltre all'umidità e all'ossigeno, anche le condizioni di temperatura influiscono sulla germinazione dei semi.
Cosa facciamo: mettete alcuni semi di fagiolo in due bicchieri (una quantità uguale) e versate dell'acqua in modo che inumidisca solo i semi, ma non li copra completamente. Copri i bicchieri con il vetro. Lasceremo un bicchiere nella stanza a una temperatura di + 18-19ºС e metteremo l'altro al freddo (frigorifero), dove la temperatura non è superiore a + 3-4ºС.
Dopo 4-5 giorni, controlleremo i risultati.
Risultato: i semi germogliavano solo nel bicchiere che stava nella stanza.
Conclusione: quindi è necessaria anche una certa temperatura ambiente per la germinazione dei semi.
Il bisogno di aria è spiegato dal fatto che i semi respirano, cioè assorbono ossigeno dall'aria e dentro ambiente allocare diossido di carbonio.
Obbiettivo: dimostrare sperimentalmente che le piante assorbono ossigeno dall'aria ed emettono anidride carbonica.
Cosa facciamo: Prendi due fiaschette di vetro. Ne metteremo uno un gran numero di semi di pisello gonfi e lasciare l'altro vuoto. Copriamo entrambi i flaconi con il vetro.
In un giorno, prendi una scheggia che brucia e mettila in una fiaschetta vuota.
Cosa osserviamo: la torcia continua a bruciare. Immergere in una fiaschetta con i semi. La lanterna si spense.
È stato scientificamente provato che l'ossigeno nell'aria favorisce la combustione e viene assorbito dalla respirazione. L'anidride carbonica, invece, non favorisce la combustione e viene rilasciata durante la respirazione.
Conclusione: l'esperienza ha dimostrato che i semi in germinazione (come organismo vivente) assorbivano ossigeno (O 2) dall'aria che era nel pallone ed emettevano anidride carbonica (CO 2). Ci siamo assicurati che i semi respirassero.
Anche i semi secchi, se sono vivi, respirano, ma in essi questo processo è molto debole.
La germinazione dei semi è accompagnata da complessi processi biochimici, anatomici e fisiologici. Non appena l'acqua inizia a fluire nei semi, la respirazione aumenta bruscamente in essi e gli enzimi vengono attivati. Sotto la loro influenza risparmia nutrienti idrolizzato, trasformandosi in una forma mobile e facilmente digeribile. I grassi e l'amido vengono convertiti in acidi organici e zuccheri, le proteine in amminoacidi. Entrando nell'embrione dagli organi di stoccaggio, i nutrienti diventano un substrato per i processi di sintesi che iniziano in esso, principalmente nuovi acidi nucleici e proteine enzimatiche necessarie per l'inizio della crescita. La quantità totale di sostanze azotate rimane allo stesso livello anche quando si verifica la scomposizione energetica delle proteine, perché in questo caso si accumulano aminoacidi e asparagina.
Il contenuto di amido diminuisce drasticamente, ma la quantità di zuccheri solubili non aumenta. Lo zucchero viene consumato nel processo di respirazione, che nel seme in germinazione avviene in modo molto energico. Come risultato della respirazione, si formano composti ricchi di energia: vengono rilasciati ADP e ATP, anidride carbonica, acqua ed energia termica. Parte degli zuccheri viene spesa per la formazione di fibre ed emicellulose, necessarie per la costruzione di nuove membrane cellulari.
Una notevole quantità di minerali presenti nel seme rimane costante durante la germinazione. I cationi presenti nei semi regolano i processi chimico-colloidi e la pressione osmotica nelle nuove cellule.
La crescita dell'embrione e la sua trasformazione in piantina avviene a causa della divisione e della crescita delle sue cellule. Più grandi sono i semi, più sostanze di riserva contengono e meglio crescono le piantine.
Obbiettivo: determinare empiricamente se la dimensione del seme influisce sulla crescita della piantina.
Cosa facciamo: semina i semi di pisello più grandi in un contenitore con il terreno e quelli piccoli nell'altro. Dopo un po', confronta le piantine.
Il risultato è evidente.
Conclusione: semi più grandi sviluppano piante più forti che producono i raccolti più alti. Le cellule diventano sempre più grandi man mano che assorbono i nutrienti, crescono e si dividono di nuovo.
Obbiettivo: Verifichiamo sperimentalmente l'affermazione che per la crescita, soprattutto all'inizio, le piantine utilizzano sostanze immagazzinate nei semi stessi.
Cosa facciamo: prendiamo semi di fagiolo gonfi della stessa dimensione e rimuoviamo un cotiledone (1) da un seme, 1,5 cotiledoni (2) dall'altro e lasciamo entrambi i cotiledoni (3) dal terzo per il controllo.
Tutti sono posti in contenitori, come mostrato in figura.
Dopo 8-10 giorni.
Cosa osserviamo:è da notare che la piantina con due cotiledoni si è rivelata più grande e più forte della piantina con un cotiledone o della piantina con mezzo cotiledone.
Conclusione: così, alta qualità semi - condizione necessaria per ottenere un buon raccolto.
Un periodo dormiente è una condizione necessaria per la germinazione dei semi. La dormienza può essere forzata, associata alla mancanza di condizioni necessarie per la germinazione (temperatura, umidità). Un esempio di dormienza dei semi sono i semi secchi.
Il riposo organico è determinato dalle proprietà del seme stesso. Il termine "pace" ha un significato condizionale. Nella maggior parte dei casi, in tali semi si verificano processi metabolici (respirazione, a volte crescita dell'embrione), ma la germinazione è inibita. I semi che sono in dormienza organica, anche in condizioni favorevoli alla germinazione, non germinano affatto o germinano male.
La capacità dei semi di essere in dormienza forzata o organica è stata sviluppata nelle piante nel corso dell'evoluzione come mezzo per sperimentare la stagione sfavorevole per la crescita delle piantine. In questo modo si crea nel terreno una riserva di semi.
I motivi principali che impediscono la germinazione dei semi:
La profondità dei semi di semina dipende dalle loro dimensioni. Più grandi sono i semi, più profondi saranno seminati. I semi grandi hanno più nutrienti di riserva e abbastanza per lo sviluppo e la crescita delle piantine mentre sfondano da grandi profondità.
I semi piccoli vengono seminati a una profondità da - a 2 cm, media - da 2 a 4 cm e semi grandi - da 4 a 6 cm.
La profondità di deposizione dei semi dipende anche dalle proprietà del terreno. I semi vengono piantati più in profondità nei terreni sabbiosi che nei terreni argillosi. Gli strati superiori dei terreni sabbiosi sciolti si asciugano rapidamente e, se piantati in modo superficiale, i semi non ricevono abbastanza umidità. Su terreni densi argillosi, c'è abbastanza umidità negli strati superiori, ma c'è poca aria negli strati inferiori. Quando vengono piantati in profondità, i semi soffocano perché mancano di ossigeno.
cotiledoni
Le prime foglie delle piante si sono formate in un seme su un embrione non ancora completamente formato. Il numero di cotiledoni è tipico per grandi gruppi sistematici di piante da seme: nei monocotiledoni - un cotiledone, in quasi tutti i dicotiledoni - due, nelle gimnosperme - da 2 a 15. In molte piante le principali riserve di nutrimenti per semi sono concentrate nei cotiledoni . Quando il seme germina, se i cotiledoni vengono trasportati sopra la superficie del suolo, diventano verdi, aumentano di dimensioni e funzionano allo stesso modo delle foglie che si sviluppano successivamente. I cotiledoni più grandi (lunghezza circa 100 cm) sono stati rilevati nelle monofille (famiglia Gesneriaceae).
Enciclopedia Biologia. 2012
Cotiledone
La formazione di cotiledoni prima dell'accumulo è visibile nell'albero di Giuda ( Cercis siliquastrum).
Le piante con sviluppo di cotiledoni sotterranei hanno, in media, un numero significativamente maggiore di semi rispetto alle piante con sviluppo di cotiledoni fuori terra. Inoltre, sono in grado di sopravvivere se il germoglio viene tagliato, perché meristemi gli embrioni rimangono sotterranei (nelle piante con sviluppo terrestre di cotiledoni, i meristemi sono recisi insieme al germoglio). L'alternativa è che la pianta dovrebbe produrre un gran numero di semi piccoli o un numero minore di semi che hanno maggiori probabilità di sopravvivere.
Alcuni gruppi di piante correlati mostrano proprietà miste di sviluppo sotterraneo e fuori terra, anche all'interno della stessa famiglia. I gruppi che contengono specie con sviluppo sia sotterraneo che terrestre includono, ad esempio, la famiglia araucariaceae conifere dell'emisfero sud, legumi(famiglia dei piselli) e genere gigli.
Termine cotiledone inventato Marcello Malpighi. Giovanni Ray Fu il primo botanico a scoprire che alcune piante hanno due cotiledoni e altre solo uno. Nel tempo, è stato il primo a stabilire l'enorme importanza di questo fatto sistematici.
Fondazione Wikimedia. 2010.
Sinonimi:cotiledone- cotiledone... Dizionario ortografico
COTILEDONE- Cotiledone, la prima foglia o coppia di foglie prodotta dall'embrione di qualsiasi pianta angiosperma (fiorente). Il suo scopo è immagazzinare e consumare il nutrimento necessario per lo sviluppo della pianta e, quando arriva alla superficie del suolo, partecipare a ... ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico
