Owoce i nasiona
Rośliny „podróżują” i kolonizują odległe przestrzenie. Na podbój świata wysyłają swoje potomstwo zamknięte w bezpiecznych kapsułach nasion chronionych przez okrywy owoców.
kwiat po zapyleniu przekształca się w owoc;
zalążek po zapłodnieniu przekształca się w nasiono.
rozpoznawać elementy budowy owocu i opisywać pełnione przez nie funkcje;
identyfikować różne typy owoców;
opisywać budowę nasiona, zwracając uwagę na rolę jego elementów;
określać warunki niezbędne do procesu kiełkowania nasion;
opisywać przebieg kiełkowania nasiona;
rozróżniać sposoby rozsiewania się nasion i owoców.
1. Budowa owocu
OwocOwoc jest dojrzałą zalążnią, w której zamknięte są nasiona. Wytwarzają go jedynie rośliny okrytonasienneokrytonasienne. Mimo że owoce przybierają różne formy, każdy zbudowany jest z takich samych części: owocni i nasion.
Proces powstawania owocu zaczyna się po zapłodnieniu, czyli połączeniu komórki plemnikowej z komórką jajową. Odbywa się wewnątrz zalążka znajdującego się w zalążni. Po zapłodnieniu zalążek przekształca się w nasiono, a ściana zalążni w trzywarstwową owocnię. Jej najbardziej zewnętrzną powłoką jest skórka, często wyposażona w różne wyrostki – skrzydełka, haczyki, włoski. Ułatwiają one roznoszenie owoców przez zwierzęta lub wiatr. Środkowa warstwa owocni może być gruba i soczysta jak u brzoskwini lub cienka i sucha jak u grochu. Wewnętrzną warstwę stanowi ściana komory nasiennej, która u owoców pestkowych jest zdrewniała, u jabłoni skórzasta, a u grochu błoniasta. Rolą owocni jest ochrona nasion i ułatwienie ich rozsiewania. Owoc może zawierać jedno lub wiele nasion.
Porównanie pestkowca i strąku.
owoce śliwy i strąki zielonego groszku,
dziadek do orzechów,
nożyk,
serwetki lub podkładki.
Przekrój śliwkę na dwie podłużne połówki.
Wskaż skórkę, owocnię mięsistą i pestkę.
Za pomocą dziadka do orzechów rozłup pestkę i wskaż nasiono.
Otwórz strąk groszku.
Wyróżnij skórkę, owocnię wyścieloną błoniastą ścianą komory nasiennej oraz nasiona.
Policz, ile nasion znajduje się wewnątrz strąka.
Porównaj budowę obu tych owoców, wskaż cechy wspólne i różnice.
Owoce śliwy i groszku różnią się liczbą nasion i budową owocni.
W sklepach warzywnych śliwki, jabłka, banany sprzedawane są jako owoce, natomiast ogórki, pomidory, bakłażany, cukinie jako warzywa. Czy ta klasyfikacja jest poprawna z punktu widzenia biologii? Uzasadnij swoją odpowiedź.
Które cechy świadczą o przynależności ogórka do owoców?
Owocnię pomarańczy, mandarynek, grejpfrutów, cytryn tworzą trzy warstwy rozrastających się ścian zalążni. Najbardziej zewnętrzną stanowi zabarwiona skórka, bogata w olejki eteryczne, które nadają jej gorzki smak. U młodych owoców jest zielona, a w miarę dojrzewania zmienia zabarwienie na żółte lub pomarańczowe. Pod skórką leży biała, gąbczasta warstwa. Mięsisty i soczysty miąższ – zasadnicza część cytrusów – powstaje z komórek wewnętrznej części owocni, które wytwarzają wyrostki o dużych wakuolach wypełnionych sokiem. Miąższ składa się z segmentów zawierających nasiona. Owoce niektórych odmian (hodowlanych) nie zawierają nasion, ponieważ rozwijają się bez zapłodnienia.
Czasem rośliny wytwarzają owoce pozbawione nasion. Tak się dzieje na przykład u grusz, których przymrozki uszkodziły kwiaty i uniemożliwiły zapłodnienie. Zjawisko to można wywołać sztucznie, np. za pomocą substancji chemicznych działających na kwiaty. Pozbawione nasion owoce bananów, arbuzów czy pomidorów są bardzo cenione przez konsumentów.
2. Typy owoców
Owoce wykazują różne przystosowania do rozsiewania nasion, co odzwierciedla się w ich budowie.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DaquSQem6
Owoce pojedyncze powstają z pojedynczej zalążni jednego kwiatu. Kiedy dojrzeją, mogą być mięsiste lub suche. Jagody to owoce z owocnią zbudowaną z miękkich tkanek, zwykle z wieloma nasionami, jak np. arbuz. Pestkowce to owoce mięsiste zawierające pestkę. Ich przykładem jest wiśnia. Obfity, jadalny miąższ, który powstaje z dna kwiatowego obrastającego zalążnię, to cecha owoców szupinkowych, jak np. jabłko. W ich przypadku owocnia stanowi tylko niewielką część owocu i otacza jedynie skórzaste komory nasienne. Podobnie jak jabłka zbudowane są na przykład gruszki i owoce aronii.
Większość roślin wytwarza owoce suche o zdrewniałych owocniach. Do tej grupy należą owoce pękające, które w trakcie dojrzewania wysychają i gwałtownie się otwierają, wyrzucając nasiona na duże odległości. Wyróżniamy tutaj następujące rodzaje: torebki (mak), strąki (fasola), łuszczyny (rzepak). Owoce suche niepękające nie otwierają się po dojrzeniu. Mają twardą i grubą owocnię, która pęka dopiero w trakcie kiełkowania nasiona. Przykładem jest ziarniak, typ owocu spotykany u pszenicy i kukurydzy, którego okrywa owocowo‑nasienna powstaje ze zrośnięcia łupiny nasiennej z cienką owocnią, wskutek czego wygląda jak nasiono, a nie owoc.
Podobne do ziarniaków niełupki mają owocnię niezrośniętą z nasieniem, dlatego na przykład u słonecznika można ją łatwo oddzielić. Na owocniach wielu niełupek (ostu, mniszka) powstają struktury służące do rozsiewania nasion. Rozłupnia, której przykładem jest owoc malwy, zawiera wiele nasion. Po dojrzeniu rozpada się na owocki nazywane rozłupkami. Całkowicie zdrewniała owocnia orzecha zawiera zwykle jedno nasiono. Orzechami są owoce leszczyny, dębu i gryki.
Owoce zbiorowe powstają z kilku zalążni, które znajdują się w jednym kwiecie posiadającym wiele słupków. W ich tworzeniu oprócz zalążni bierze udział rozrastające się dno kwiatowe, które utrzymuje razem pojedyncze, drobne owoce. Do omawianej grupy należą wielopestkowce (malina i jeżyna) oraz wieloorzeszkowce (truskawka).
Kiedy w powstawaniu owocu udział biorą całe kwiatostany wraz z ich okwiatami, dnami kwiatowymi i liśćmi, mówimy o owocostanach. Ich najbardziej klasycznymi przykładami są owoce (owocostany) ananasa, figi.
Klasyfikowanie owoców.
owoce różnych gatunków roślin (np. jabłoni, pomidora, maliny, truskawki, czereśni, fasoli, grochu, maku, słonecznika, kukurydzy, mniszka, klonu, buka),
nożyk,
lupa.
Owoce podziel na suche i mięsiste.
Wyróżnij w nich nasiona i owocnie.
Przekrój owoce mięsiste tak, aby były widoczne nasiona.
Spróbuj wyłuskać nasiona z owoców suchych.
Ustal, do jakich typów należą obserwowane owoce.
Klasyfikacji owoców można dokonać na podstawie obserwacji. Owoce mięsiste mają kolorową i soczystą owocnię, z której łatwo można wydobyć nasiona. Owoce suche są twarde i zdrewniałe. Niektóre owocnie łatwo pękają, inne trzeba rozłupać, aby dostać się do nasion. Owocni kukurydzy nie można oddzielić od nasiona.
Podczas wizyty w sklepie warzywnym zaobserwuj wystawione owoce, także te egzotyczne. Zaklasyfikuj je do odpowiednich typów.
Drzewa bochenkowe rodzą jedne z największych owoców świata. Mogą one ważyć nawet do 40 kg. Osiągają 30‑90 cm długości i 20‑25 cm średnicy. Powstają z wielu kwiatów osadzonych na wspólnej osi. Zewnętrzna okrywa owocu jest tak twarda, że dojrzały owoc trzeba rąbać tasakiem, aby dostać się do jego wnętrza. Owoce nazywane jackfruit, bogate w skrobię i cukry, spożywane są na surowo lub w postaci dżemów. Drzewa bochenkowe rosną w Indiach, Malezji i Indonezji.
3. Budowa i rodzaje nasion
NasionaNasiona pełnią funkcję przetrwalną, czyli są przystosowane do tego, by w uśpieniu czekać na odpowiednie warunki do kiełkowania. Rośliny jednoroczne, które zamierają na czas zimy (w naszym klimacie) lub suchej pory roku, jedynie w takiej postaci mogą doczekać sprzyjających warunków do rozwoju. W dojrzałym nasionie ustaje wszelki wzrost i rozwój, a oddychanie jest bardzo silnie zahamowane. Okres spoczynku może trwać od kilku dni do wielu lat. W skład typowego nasiona wchodzi zarodek, tkanka odżywcza, czyli bielmo, i łupina nasienna.
Twarda i trudna do rozerwania łupina chroni nasiono przed wysychaniem, uszkodzeniem i czynnikami chorobotwórczymi. U wielu gatunków wytwarza różne wyrostki ułatwiające rozsiewanie. Zawarte w nasionach substancje odżywcze są wykorzystywane w niewielkim stopniu w czasie spoczynku, kiedy zachodzą bardzo spowolnione procesy życiowe. Przede wszystkim są jednak zużywane podczas kiełkowania, gdyż służą zarodkowi do wzrostu i przekształcenia się w siewkę. Siewka w początkowej fazie rozwoju korzysta z tkanki odżywczej, póki nie wykształci liści umożliwiających prowadzenie fotosyntezy.
Ze względu na pochodzenie tkanki odżywczej wyróżnia się nasiona bielmowe i bezbielmowe. W nasionach bielmowych zarodek jest niewielki i otoczony dużą ilością bielma, jak na przykład u zbóż. Zarodki wypełniające całe nasiono występują w nasionach bezbielmowych, np. u fasoli i słonecznika. W ich przypadku bielmo zostało zużyte w trakcie rozwoju zarodka, który wykształcił duże, grube liścienieliścienie służące jako organy spichrzowe.
Gromadzone w nasionach substancje odżywcze mogą być rozmaitego rodzaju. W zależności od tego, jaka substancja przeważa, rozróżnia się nasiona oleiste – zawierające dużo tłuszczu, występujące u słonecznika czy rzepaku, skrobiowe – charakterystyczne dla zbóż oraz białkowe – powstające u grochu, fasoli.
Jakie substancje odżywcze są zawarte w nasionach?
W każdym nasionie znajduje się tłuszcz, białko i skrobia.
ziarna pszenicy i słonecznika oraz nasiona grochu,
3 kartoniki bibuły filtracyjnej lub kartki papieru,
3 moździerze z tłuczkami,
3 probówki,
płyn Lugola,
stężony kwas azotowy(V),
woda.
W oddzielnych moździerzach umieść ziarna pszenicy, słonecznika, nasiona grochu. Rozgnieć je za pomocą tłuczka.
Sprawdź, czy zawierają one:
skrobię – dodaj kroplę płynu Lugola na próbkę materiału pochodzącego z każdej rośliny;
tłuszcz – mocno przyciśnij bibułę do zgniecionych nasion;
białko – w oddzielnych probówkach umieść próbki materiału pochodzącego z każdej rośliny i poproś nauczyciela, by do każdej z nich dodał kroplę stężonego kwasu azotowego(V). Pojawienie się żółtego zabarwienia świadczy o obecności białka w próbce.
Zanotuj wyniki obserwacji.
Odczynniki takie, jak stężony kwas azotowy i płyn Lugola, pozwalają wykryć odpowiednio białko i skrobię w próbkach. Ponieważ badane owoce i nasiona zawierają różne ilości skrobi i białka, natężenie zabarwienia może być zróżnicowane. Do wykrywania tłuszczu służy bibuła – tłusta plama potwierdza zawartość tłuszczu w badanym materiale.
Zastanów się, czy brak tłustej plamy na bibule przyłożonej do zgniecionych ziaren pszenicy świadczy o tym, że nie zawierają one tłuszczu.
Nasiona, ze względu na zgromadzone w nich substancje zapasowe, są wykorzystywane do wzbogacania posiłków. Wymień potrawy złożone głównie z nasion oraz produkty spożywcze wytworzone z nasion oleistych, skrobiowych i białkowych.
Dowiedz się, z czego produkuje się oleje spożywcze i jakie rodzaje mąki i kaszy można kupić w najbliższym sklepie. Nasiona których roślin są chętnie spożywane przez wegetarian jako bogate źródło białka?
Wielkość nasion nie ma związku z rozmiarami rośliny. Te o małych nasionach zwykle wytwarzają je w ogromnej ilości. Natomiast te o dużych produkują ich zazwyczaj niewiele. Rośliną, której nasiona są uważane za największe na świecie, jest lodoicja seszelska, występująca wyłącznie na Seszelach. Jej podwójne owoce o charakterystycznym, sercowatym kształcie zawierają po jednym nasionie. Osiągają one masę od 15 do 30 kg. Do najmniejszych należą nasiona storczyków. Są tak lekkie, że ich milion waży niewiele ponad 1 gram.
4. Rozsiewanie owoców i nasion
Rośliny nie mają zdolności do przemieszczania się. Ich rozprzestrzenianie się jest możliwe dzięki owocom i nasionom. RozsiewanieRozsiewanie może odbywać się samoczynnie lub z za pomocą wiatru, wody oraz zwierząt. U niektórych roślin rozsiewaniu ulegają tylko nasiona, u innych całe owoce.
Samoczynne rozsiewanie nasion następuje z wykorzystaniem sił działających w owocu. Suche strąki fasoli, skręcając się, pękają i gwałtownie wyrzucają nasiona. Podobnie otwierają się torebki niecierpka i owoce fiołków: lekko dotknięte strzelają nasionami na odległość kilku metrów. Roślina nazywana tryskawcem wyrzuca swe nasiona razem ze śluzowatym sokiem.
Wiatr rozsiewa najczęściej owoce i nasiona odpowiednio przystosowane do takiego środka transportu, czyli lekkie i mające specjalne wytwory ułatwiające unoszenie się ich w powietrzu. Takimi wytworami są skrzydełka owoców klonu i jesionu albo puch kielichowy owoców mniszka i topoli, zwiększające ich powierzchnię lotną.
Woda roznosi nasiona i owoce, które mogą przez długi czas utrzymywać się na jej powierzchni. Nasiona takie mają tkankę powietrzną z dużymi przestworami międzykomórkowymi, a ich zewnętrzna powłoka nie przepuszcza wody. Przykładem owocu transportowango przez wodę jest orzech kokosowy, który posiada łupinę odporną na działanie wody morskiej i zdolny jest pokonywać znaczne odległości, płynąc z prądami oceanicznymi.
Zwierzęta odgrywają istotną rolę w przenoszeniu nasion i owoców, które mogą przyczepiać się do ich sierści i piór za pomocą haczykowatych wyrostków lub kolców. Urządzenia czepne spotykane są u łopianu, przytuli czepnej czy niektórych gatunków szczawiu. Z kolei owoce mięsiste, soczyste i kolorowe stanowią atrakcyjny pokarm dla zwierząt. W ich przewodzie pokarmowym owocnia zostaje strawiona, a nasiona wydalone z kałem bez szkody dla znajdujących się wewnątrz zarodków. Szczególną rolę w rozprzestrzenianiu owoców i nasion ma człowiek, który świadomie sieje rośliny w wybranych miejscach i sprowadza z odległych krajów nasiona roślin egzotycznych czy ozdobnych.
Opisz, jakie byłyby przypuszczalne konsekwencje, gdyby owoce i nasiona wysiewały się wyłącznie w pobliżu roślin macierzystych.
Niektóre rośliny do rozwoju potrzebują ognia. Żar płomieni umożliwia na przykład pękanie suchych owoców eukaliptusa, które wysypują nasiona dopiero po zadziałaniu wysokiej temperatury. Młode rośliny kiełkują po pożarze, który zniszczył ich starszych konkurentów i wzbogacił glebę w składniki mineralne.
5. Kiełkowanie nasion
Kiedy w środowisku nastaną sprzyjające warunki, nasiona zaczynają kiełkować. W pierwszym etapie kiełkowaniakiełkowania intensywnie pobierają wodę i pęcznieją, zwiększając swą masę i objętość. W wyniku tego pęka łupina nasienna. Jako pierwszy pojawia się korzeń zarodkowy, który kieruje się w głąb gleby. Wkrótce pojawia się łodyga z liśćmi zarodkowymi – liścieniamiliścieniami. Liścienie pod wpływem światła zazieleniają się i dzięki temu mogą prowadzić fotosyntezę. Zarodek powoli przekształca się w siewkę. Kiedy materiały zapasowe bielma zostają zużyte, liścienie więdną i odpadają.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film pokazuje etapy kiełkowania nasion fasoli. Widoczne jest pęcznienie nasion, wypuszczanie korzenia zarodkowego, wynoszenia liścieni na łodydze.
Podczas kiełkowania przerwany zostaje stan spoczynku nasiona i następuje wzmożenie procesów życiowych rozwijającego się zarodka. Warunkiem rozpoczęcia tego procesu jest obecność wody, która uaktywnia enzymy rozkładające substancje zapasowe zgromadzone w bielmie i liścieniach. Duży wpływ na kiełkowanie ma również temperatura otoczenia. Nasiona różnych roślin kiełkują w temperaturze charakterystycznej dla gatunku, w przedziale 0,5‑40°C. Kiełkujące nasiona intensywnie oddychają, a zatem niezbędny jest im także tlen. Niedobór lub brak tlenu może być przyczyną zahamowania kiełkowania. U niektórych roślin czynnikiem wpływającym na omawiany proces jest światło. Może ono stymulować kiełkowanie, jak u sałaty, lub je hamować, jak u zbóż.
Od jakich czynników zewnętrznych zależy kiełkowanie nasion?
Kiełkowanie nasion zależy od ilości wody w podłożu.
30 nasion fasoli,
3 talerzyki,
lignina lub wata,
woda.
Nasiona namocz na kilka godzin w wodzie.
Talerzyki wyłóż ligniną lub watą, oznacz je jako zestawy A, B i C.
Na każdym talerzyku połóż po 10 nasion.
Wszystkie zestawy umieść w takich samych warunkach temperatury (około 20°C) i oświetlenia.
Przeprowadź doświadczenie według schematu:
Zestaw A – nie podlewaj nasion.
Zestaw B – podlewaj nasiona regularnie niewielką ilością wody.
Zestaw C – nasiona całkowicie zalej wodą.
R1JQ6Du9fCHvl1 
Źródło: Anita Mowczan, licencja: CC BY 3.0.
Obserwuj hodowlę przez 7 dni, raz dziennie licz, ile nasion wykiełkowało, i zapisuj wyniki obserwacji.
Po zakończeniu obserwacji sformułuj i zapisz wniosek.
Hipoteza została potwierdzona, jednak rozwiązania wymaga problem: Dlaczego nasiona zalane wodą nie wykiełkowały?
Zaplanuj i przeprowadź doświadczenie, w którym sprawdzisz wpływ temperatury na kiełkowanie nasion.
Sformułuj problem badawczy, hipotezę i zapisz wnioski.
Żywotność nasion zależy od gatunku rośliny oraz warunków przechowywania. Jeśli trzyma się je w niskiej temperaturze, w suchych pomieszczeniach, mogą zachować zdolność do kiełkowania przez długie lata. Wiek zdolnych do kiełkowania nasion mniszka lekarskiego określono na ponad 600 lat, a nasion bzu czarnego na ponad 500 lat.
Podsumowanie
Owoc jest organem typowym tylko dla roślin okrytonasiennych.
Owoce chronią nasiona i ułatwiają ich rozsiewanie.
Nasiona pełnią funkcję przetrwalną.
W nasionie mieści się zarodek nowej rośliny.
Nasiona i owoce mają różne przystosowania do rozsiewania.
1. Dokonaj klasyfikacji owoców przedstawionych na ilustracjach i wskaż ich przystosowania do rozsiewania nasion.
2. Wymień podobieństwa i różnice w budowie nasiona bielmowego i bezbielmowego.
3. Opisz etapy kiełkowania i wymień warunki niezbędne do jego przebiegu.
Słowniczek
pierwsza faza rozwoju i wzrostu zarodka roślin, w czasie której młoda roślina przekształca się w siewkę
liście zarodkowe; u niektórych gatunków gromadzą materiał zapasowy niezbędny do rozwoju siewki
organ roślin nasiennych służący im do rozprzestrzeniania się; zawiera zarodek nowej rośliny, tkankę odżywczą i łupinę nasienną
rośliny, których kwiaty po zapyleniu przekształcają się w owoce; ich nazwa pochodzi od tego, że w przeciwieństwie do roślin nagonasiennych ich nasiona ukryte są we wnętrzu owoców
organ charakterystyczny tylko dla roślin okrytonasiennych; powstaje z zalążni słupka, a u niektórych roślin także z dna kwiatowego; składa się z owocni i nasion
rozprzestrzenianie nasion; odbywa się samoczynnie lub dzięki wodzie, zwierzętom albo wiatrowi
Zadania
Spośród podanych nazw typów owoców wybierz tę, która jest właściwa dla ogórka.
- pestkowiec
- strąk
- jagoda
- ziarniak
- torebka
Połącz owoce i nasiona oraz ich przystosowania do rozsiewania.
skrzydełka lotne, trudne do strawienia pestki, bardzo drobne nasiona, soczysta owocnia, smaczny miąższ, powierzchnia nasion i owoców pokryta woskiem lub tłuszczem, puch kielichowy, pachnący owoc, owocnia z komorami powietrznymi, kolczaste owocnie, duża powierzchnia nośna
| owoce i nasiona rozsiewane przez wiatr | |
|---|---|
| owoce i nasiona rozsiewane przez zwierzęta | |
| owoce i nasiona rozsiewane przez wodę |