Теоретическая часть. .

Лишь у относительно небольшого числа покрытосеменных семена способны прорастать сразу после завершения созревания. Большая часть таких растений про­израстает в условиях постоянно теплого климата без резких температурных скачков. Однако растения с быстропрорастающими семенами можно обнаружить не только в географичес­ких зонах с постоянным климатом, но и в умеренной полосе. Как правило, такие растения цветут и плодоно­сят ранней весной, и к наступлению холодного периода их проростки уже успевают нарастить достаточную ве­гетативную массу, окрепнуть и благополучно перезимо­вать. Если семена по каким-то причинам не проросли, они теряют всхожесть (напомним, что термином «всхо­жесть» обозначают способность семян прорастать).

Однако подавляющему большинству цветковых растений прорастанию предшествует более или менее длительный период покоя. Семена с недоразвитым заро­дышем находятся в состоянии морфологического покоя. У большинства таких семян доразвитие зародыша происхо­дит в набухших семенах на фоне высокой температуры окружающей среды (+10 - +25°С). Если условия не благо­приятствуют прорастанию, то семена находятся в состоя­нии вынужденного покоя, который сопровождается макси­мальным замедлением физиологических процессов в струк­турах семени. Вынужденный покой позволяет семени «дож­даться» благоприятного сочетания условий внешней среды и прорасти. Однако не всегда внешние факторы стабиль­ны, и благоприятные условия нередко вскоре сменяются более суровыми. Поэтому семена растений, произрастаю­щих в географических зонах с сезонными изменениями климата (прежде всего умеренного климата и тропическо­го, сопровождающегося сменой засушливого и влажного сезонов), должны прорастать только тогда, когда условия внешней среды будут устойчиво благоприятными более или менее длительное время, чтобы проросток успел развить­ся в молодое растение и окрепнуть до наступления холо­дов или засухи. До этого времени семена находятся в со­стоянии физиологического покоя. Данное состояние отли­чается от вынужденного покоя тем, что физиологические процессы вовсе не заторможены, а напротив, могут быть довольно активными (дыхание, рост тканей зародыша и др.), но прорастание при этом не происходит.

Глубина физиологического покоя может изменять­ся даже у семян одного вида. Например, свежесобран­ные семена злаков легко вывести из состояния покоя, удалив покровы или частично их повредив, после чего они прорастут. У других растений (например, у ябло­ни, клена и др.) семена находятся в состоянии глубо­кого физиологического покоя, и вывести их из этого состояния путем удаления покровов семени не удаст­ся. Даже если семена и прорастут, проросток не разо­вьется в нормальное растение, а останется карликовым.

Для того чтобы вывести семена из глубокого физи­ологического покоя необходимо воздействие низких тем­ператур. В природе это происходит при наступлении холодов, а в лабораторных условиях семена подвергают холодной стратификации - длительному (несколько месяцев) воздействию пониженных температур (от 0° до + 7° С) при хорошей аэрации во влажном субстрате (например, в песке или опилках). Если по каким-то при­чинам стабильно низкая температура повышается, се­мена прекращают готовиться к прорастанию и впадают в состояние вторичного покоя. Для того чтобы вызвать у них прорастание, необходимо после этого стратифика­цию начинать сначала. Это имеет большое адаптивное значение для растений, поскольку предотвращает не­желательное прорастание семян при кратковременном повышении температуры в период зимней оттепели. Прорастание семян возможно только при благопри­ятном сочетании внешних абиотических факторов — тем­пературы, влажности и аэрации. Причем для разных семян растений интенсивность этих факторов может быть различной и обычно зависит от условий произрастания растений данного вида.

Процесс прорастания семян осуществляется в не­сколько этапов: набухание семян; проклевывание; гете­ротрофный рост проростка и переход к автотрофному питанию. Инициирует набухание (начало прорастания) поступление воды в семя, которая, взаимодействуя с его биополимерами, вызывает их гидратацию. Это приво­дит к увеличению внутреннего объема семени и разви­тию онкотического давления (давления набухания), в результате чего семенная кожура лопается. Набухание очень мало зависит от внешней температуры и совсем не зависит от содержания кислорода и освещения.

Часто препятствует набуханию водонепроницаемость семенной кожуры, которую обеспечивают удлиненные клетки палисадного слоя, имеющие толстые оболоч­ки, и водонепроницаемая кутикула, покрывающая ко­журу. Такие семена называют твердыми, их набуха­ние возможно после нарушения целостности покровов.

В природных условиях это обычно происходит при че­редовании высоких и низких температур, подморажи­вании семян. Искусственно повредить кожуру можно обычным ошпариванием семян. Когда содержание воды в семени достигает 40 - 65% (напомним, что сухое зре­лое семя обычно содержит не более 10% воды), начина­ется следующий этап - проклевывание. К этому момен­ту в семени активизируются ферменты, которые переводят нерастворимые запасные вещества в легкоус­вояемую форму, усиливается дыхание. Первым из семе­ни всегда появляется корешок, который выходит через микропиле, расположенное вблизи рубчика. Следует от­метить, что в этот период рост тканей зародыша осуще­ствляется путем обычного растяжения клеток за счет поступающей в них воды. Позже начинается деление клеток, и рост становится более интенсивным.

Вслед за корнем начинается развитие побега, при­чем оба органа демонстрируют противоположную реак­цию на силу тяжести: у корня — положительный гео­тропизм, а у побега — отрицательный. Это обеспечивает правильную ориентацию главных вегетативных органов растения в пространстве. Рост корня и побега контроли­руется фитогормонами, которые у двудольных синтези­руются непосредственно в тканях зародыша, а у одно­дольных поступают из эндосперма.

Ход работы:

Выводы

Заполнить таблицу

Даты закладки опыта и наблюдений	Наблюдения за прорастанием семян (Количество проросших семян в шт.и %)
Замачивание водой в темноте в тепле.	Замачивание водой при свете в холоде	Замачивание водой в темноте в холоде.	Замачивание водой при свете в тепле

Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Зародыш может погибнуть от поражения вредными насекомыми или плесневыми грибами, от пересыхания во время хранения. Иногда зародыши погибают от слишком длительного хранения семян. Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть, то есть не могут прорастать.

С наступлением благоприятных условий по температуре и влажности семена поглощают воду и при достаточном доступе воздуха прорастают, формируя проросток. Первым прорывает кожуру семени и выступает наружу зародышевый корень, который закрепляет новое растение в почве, снабжает его водой и минеральными веществами.

Срок прорастания семян у одних растений составляет 3-4 дня, другие прорастают через несколько недель, и даже лет.

Важное значение при высевке семян имеет освещение. Обычно комнатные растения высевают в январе-марте, чтобы за весну и лето они успели достаточно развиться и успешно пережить зимний покой. Поэтому при высевке семян зимой им необходимо дополнительное освещение. До первой пары настоящих листьев всходы содержатся при рассеянном свете.

Главное для прорастания семян – тепло, не ниже +20°C, а лучше 25 градусов. Смесь должна быть всегда слегка влажной, но не мокрой. Оптимальная влажность достигается опытом и правильно составленным грунтом. Плошки нужно закрыть прозрачной пленкой – для поддержания влажности. Влажность грунта должна быть стабильна в течение всего времени, пока семена прорастают.

Сделать выводы по данным пунктам:

1. Необходимость тепла для прорастания семян.
2. Необходимость воды для прорастания семян.
3. Необходимость воздуха (кислорода) для прорастания семян.