Kiełkowanie nasion
Kiełkowanie jest pierwszym etapem rozwoju rośliny nasiennej. Podczas tego procesu nasiono, które znajdowało się w stanie spoczynku, podejmuje czynności życiowe prowadzące do rozwoju młodej rośliny.

jakie są cechy roślin okrytonasiennych;
jak zbudowane są kwiaty i jaka jest ich rola;
czym są owoce i do czego służą roślinom;
jak przenoszone są owoce;
czym są nasiona i jak są zbudowane;
czym jest oddychanie komórkowe (oddychanie tlenowe i fermentacja).
Opiszesz proces kiełkowania nasion.
Wyjaśnisz wpływ czynników środowiska (temperatury, dostępu tlenu, światła i wody) na kiełkowanie nasion.
Przedstawisz sposoby rozprzestrzeniania się nasion oraz wskażesz występujące w budowie owoców przystosowania do tego procesu.
1. Funkcje i budowa nasion
NasionaNasiona są organami roślinnymi, które umożliwiają zarodkomzarodkom roślin rozprzestrzenianie się w środowisku oraz pełnią funkcję przetrwalną – umożliwiają im przetrwanie w niekorzystnych do rozwoju warunkach, np. podczas zimy lub suszy.
Nasiona są przystosowane do tego, by w uśpieniu czekać na warunki do kiełkowaniakiełkowania: przede wszystkim odpowiednią temperaturę i ilość wody. W dojrzałym nasionie ustaje wszelki wzrost i rozwój, a oddychanieoddychanie jest bardzo silnie zahamowane. Okres spoczynkuspoczynku może trwać od kilku dni do wielu lat. Rośliny jednoroczne, które nie są w stanie przetrwać zimy lub pory suchej, jedynie w postaci nasion mogą doczekać sprzyjających warunków. Przez nasiona rozmnażają się również rośliny wieloletnie, czyli byliny.
W skład typowego nasiona wchodzi zarodek, tkanka odżywczatkanka odżywcza i łupina nasiennałupina nasienna.
Przeprowadź doświadczenie polegające na wykrywaniu substancji zapasowych w nasionach. Zanotuj wyniki i wnioski. Zweryfikuj hipotezę.
Zapoznaj się z opisem symulatora przedstawiającego doświadczenie polegające na wykrywaniu substancji zapasowych w nasionach. Zanotuj wyniki i wnioski. Zweryfikuj hipotezę.
Co będzie potrzebne?
nasiona pszenicy, słonecznika oraz grochu;
skrobia ziemniaczana;
olej spożywczy;
surowe białko jaja kurzego;
moździerz z tłuczkiem;
12 szkiełek zegarkowych;
płyn Lugola;
bibuła;
zapalniczka;
tryskawka z wodą;
łyżeczka;
pipeta;
marker.
Symulacja przedstawia wykrywanie substancji zapasowych w nasionach. Po kliknięciu przycisku rozpocznij pojawia się stół. Widać na nim: stojak z probówkami, łyżkę, tryskawkę z wodą, zapalarkę, pipetę, nasiona grochu, nasiona słonecznika, nasiona pszenicy, szalkę ze skrobią, dziewięć szalek niepodpisanych, moździerz, bibułę, płyn Lugola, szalkę z olejem oraz szalkę z białkiem. W górnym prawym rogu znajduje się przycisk z instrukcją. Po kliknięciu na niego pojawia się następujący tekst: Punkt pierwszy. Podpisz po trzy szkiełka zegarkowe każdym z gatunków roślin, czyli groch, słonecznik i pszenica. Punkt drugi. Przenieś nasiona grochu do moździerza, rozgnieć je za pomocą tłuczka i nanieś łyżką na trzy szkiełka podpisane „groch”. Wyczyść moździerz i łyżkę wodną i wysusz bibułą. Punkt trzeci. Przenieś nasiona słonecznika do moździerza, rozgnieć je za pomocą tłuczka i nanieś łyżką na trzy szkiełka podpisane „słonecznik”. Wyczyść moździerz i łyżkę wodą i wysusz bibułą. Punkt czwarty. Przenieś nasiona pszenicy do moździerza, rozgnieć je za pomocą tłuczka i nanieś łyżką na trzy szkiełka podpisane „pszenica”. Punkt piąty. Sprawdź, czy nasiona zawierają: punkt a. skrobię – dodaj po trzy krople płynu Lugola na szalkę ze skrobią oraz na próbki materiału pochodzącego z każdej rośliny; punkt b. tłuszcz – umieść bibułę na szalce z olejem oraz po jednej czystej bibule na szkiełkach z materiałem pochodzącym z każdej rośliny i mocno przyciśnij ją do zgniecionych nasion; punkt c. białko – podpal białko jaja oraz każdą z próbek. Punkt szósty. Zanotuj wyniki obserwacji. Po wyłączeniu instrukcji wracamy do widoku stołu ze sprzętem. Podpisujemy dziewięć szalek po trzy na każdy gatunek rośliny, czyli groch, słonecznik, pszenica. Przenosimy kolejno nasiona do moździerza i rozkładamy je na szalkach przy pomocy łyżki. Przed wsypaniem nowych nasion do moździerza przemywamy go i łyżkę wodą, a następnie osuszamy bibułą. Następnie pobieramy pipetą płyn Lugola. Nakraplamy go na skrobię, jedną szalkę z grochem, jedną ze słonecznikiem i jedną z pszenicą. Kolor skrobi i pszenicy zmienił się na różowy. Na kolejne trzy szalki z nasionami nakładamy bibułę. Nakładamy ją również na szalkę z olejem. Na bibułce położonej na olej i na słonecznik pojawiły się duże tłuste plamy. Kolejne trzy szalki z nasionami podpalamy. Podpalamy również szalkę z białkiem. Białko na szalce oraz groch zmieniły kolor na czarny.
Wielkość nasion nie ma związku z rozmiarami rośliny. Rośliny produkujące małe nasiona zwykle wytwarzają je w ogromnej ilości. Natomiast rośliny tworzące duże nasiona 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.
2. Czynniki środowiska wpływające na kiełkowanie nasion
Niezbędnymi czynnikami środowiskowymi umożliwiającymi rozpoczęcie kiełkowania nasion są:
dostęp do wody – woda jest niezbędna do kiełkowania, ponieważ stanowi środowisko, w którym zachodzą wszystkie reakcje, w tym także rozkład substancji zapasowych zgromadzonych w tkance odżywczej nasiona. Ponadto na skutek wchłaniania wody nasiono powiększa się, co powoduje pęknięcie łupiny nasiennej, umożliwiając zarodkowi rośliny wzrost.
temperatura – odpowiednia temperatura (powyżej 0°C) wpływa na aktywność enzymówenzymów regulujących pracę organizmu roślinnego podczas kiełkowania. Zakresy temperatur, w jakich zachodzi kiełkowanie różnią się w zależności od gatunku rośliny.
dostęp do światła – światło jest czynnikiem kontrolującym proces kiełkowania większości nasion. Niektóre gatunki wymagają jego obecności, inne nie, a jeszcze inne są niewrażliwe (obojętne) na jego działanie i kiełkują w każdych warunkach oświetlenia.
dostęp do tlenu – tlen wykorzystywany jest w procesie oddychania tlenowego, w wyniku którego uwalnia się energia niezbędna do kiełkowania (m.in. do rozkładu substancji zapasowych oraz budowy organów nowej rośliny).
Przeprowadź doświadczenie badające wpływ temperatury na kiełkowanie nasion. Zanotuj wyniki i wnioski. Zweryfikuj hipotezę.
Zapoznaj się z opisem symulatora przedstawiającego doświadczenie badające wpływ temperatury na kiełkowanie nasion. Zanotuj wyniki i wnioski. Zweryfikuj hipotezę.
Co będzie potrzebne?
nasiona sałaty;
nasiona rzeżuchy;
szalki Petriego;
szkiełko zegarkowe;
tryskawka z wodą;
pęseta;
marker.
Symulacja przedstawia wpływ temperatury na kiełkowanie nasion. Po kliknięciu przycisku rozpocznij pojawia się stół. Widać na nim: mikroskop, stojak z probówkami, lodówkę, termometr, bibułę, pęsetę, tryskawkę z wodą, flamaster, nasiona rzeżuchy i nasiona sałaty dwa szkiełka zegarkowe oraz cztery szalki Petriego. W górnym prawym rogu znajduje się przycisk z instrukcją. Po kliknięciu na niego pojawia się następujący tekst: Punkt pierwszy. Podpisz szalki „sałata temperatura”, „sałata”, „rzeżucha temperatura” i „rzeżucha”. Punkt drugi. Wyłóż wszystkie szalki bibułą i zwilż wodą z tryskawki. Punkt trzeci. Wysyp nasiona sałaty na szkiełko zegarkowe, a następnie za pomocą pęsety przenieś po dziesięć sztuk na każdą z szalek podpisanych „sałata”. Punkt czwarty. Wysyp nasiona rzeżuchy na wolne szkiełko zegarkowe, a następnie za pomocą pęsety przenieś po dziesięć sztuk na każdą z szalek podpisanych „rzeżucha”. Punkt piąty. Przenieś szalki z dopiskiem „temperatura” do lodówki i zablokuj wyłącznik światła, tak aby nasiona były oświetlane. Pozostałe szalki pozostaw w temperaturze pokojowej. Punkt szósty, aby bibuła w szalkach była stale wilgotna. Po zmierzchu wyłączaj światło w lodówce i włączaj je o wschodzie słońca. Po upływie tygodnia policz, ile nasion sałaty i rzeżuchy wykiełkowało w każdej szalce. Po wyłączeniu instrukcji należy wykonać doświadczenie zgodnie z nią. W efekcie na szalce z sałatą, która była w lodówce wykiełkowały cztery nasiona, a na szalce z sałatą, która była w temperaturze pokojowej wykiełkowały wszystkie. Podobnie jest z rzeżuchą. Na szalce z lodówki wykiełkowały dwa nasiona, a na szalce w temperaturze pokojowej wszystkie.
3. Rozprzestrzenianie się nasion i owoców
Rozprzestrzenianie się roślin jest możliwe dzięki owocom i nasionom, które mogą mogą przemieszczać się samoczynnie lub za pośrednictwem wiatru, wody oraz zwierząt. U niektórych roślin rozsiewane są tylko nasiona, a u innych całe owoce.
Słownik
cząsteczki, głównie białka, które przyspieszają reakcje zachodzące w organizmie
pierwsza faza rozwoju i wzrostu zarodka roślin, podczas której z nasiona rozwija się młoda roślina
wielowarstwowa okrywa chroniąca nasiona roślin przed uszkodzeniami
organ przetrwalny roślin nasiennych służący im do rozprzestrzeniania się; zawiera zarodek, tkankę odżywczą i łupinę nasienną
ciąg reakcji zachodzących w każdej żywej komórce, polegających na rozkładzie substancji pokarmowych i uwalnianiu zgromadzonej w nich energii
proces zwiększania objętości wskutek nasiąkania cieczą, np. wodą
stan zahamowania wzrostu, silnego ograniczenia procesów życiowych przy jednoczesnym zachowaniu pełnej zdolności do życia
młoda roślina wyrosła z nasiona
tkanka występująca w nasionie, magazynująca substancje zapasowe, głównie skrobię, białka i tłuszcze
zawiązek rośliny rozwijający się w nasionie
Zadania
Notatnik
Bibliografia
Internetowa encyklopedia PWN, Wydawnictwo Naukowe PWN, www.encyklopedia.pwn.pl.
Reece J.B. i in., Biologia Campbella, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.