Исследовательская работа на тему "Почему в яблоках не растут семена"

Оглавление

1. Введение…………………………………………………………………….2

2. Теоретическая часть………………………………………………………..3
   2.1. Строение и функции семян…………………………………………...3
   2.2. Механизмы прорастания семян……………………………………....4
   2.3. Строение и свойства яблока…………………………………………..4
   2.4. Почему семена внутри яблока не прорастают: основные причины..........................................................................................................5
   2.5. Влияние условий окружающей среды на прорастание семян……...6
   2.6. Биологические и химические факторы, подавляющие прорастание…………………………………………………………………7

3. Практическая часть………………………………………………………...9
   3.1. Цели и задачи исследования…………………………………………..9
   3.2. Экспериментальные наблюдения и результаты……………………...9
   3.3. Анализ полученных данных…………………………………………11

4. Заключение………………………………………………………………...11

5. Список литературы……………………………………………………….12

6. Приложения…………………………………………………………….…13

Введение

Актуальность темы исследования обусловлена широким интересом к биологическим особенностям плодовых культур и вопросам, связанным с семенами и их прорастанием. Многие люди задаются вопросом: почему семена внутри яблок не дают ростка, даже если их извлечь и поместить в благоприятные условия? Это явление вызывает интерес не только у любителей садоводства и ботаников, но и у специалистов, занимающихся селекцией и агрономией.

Понимание причин, по которым семена внутри яблока не прорастают, важно для расширения знаний о биологических механизмах роста и развития растений, а также для практического применения в аграрной сфере. В частности, это помогает понять, как природные механизмы защиты растений регулируют их размножение и развитие.

Цель данной работы — выяснить, почему семена внутри яблок не дают ростка, и проанализировать биологические и физиологические причины этого явления.

Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:

• Изучить строение и функции семян и особенности их прорастания;

• Проанализировать строение и свойства яблочного плода и семян внутри него;

• Рассмотреть причины, по которым семена внутри яблока не прорастают в естественных условиях;

• Провести экспериментальные наблюдения за семенами яблок и попытки стимулировать их прорастание в лабораторных условиях;

• Обобщить полученные данные и сделать выводы о причинах отсутствия прорастания.

Я  выдвинул  гипотезу:  предположу, что для прорастания семечка яблони необходим свет, тепло и влага.

Объектом исследования явились семена  яблока.

Моя исследовательская работа  состоит из двух частей: теоретической и практической. Сначала  я  изучил  вопросы проращивания семян и обработал  необходимую  информацию. В практической части использовал социологический опрос  и опытно-экспериментальные методы исследования, по результатам которых мною  были сделаны соответствующие выводы.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка.

Теоретическая часть

2.1. Строение и функции семян

Семена — это жизненно важные репродуктивные органы высших растений, обеспечивающие продолжение вида. Они представляют собой сложные структуры, в которых закодированы все необходимые материалы для развития нового растения. Рассмотрим основные компоненты семени и их функции.

Зародыш — это развивающийся зародышевый организм, изначальный росток будущего растения. Он включает в себя будущий корень (примерно будущий корешок, или гипокотиль), стебель (эпикотиль) и семядоли. Зародыш содержит все гены, необходимые для развития растения, а также запасные вещества, необходимые для начального роста.

Эндосперм — питательная ткань, окружающая зародыш или расположенная внутри семени. Основная функция эндосперма — хранение запасных питательных веществ (крахмала, белков, жиров), которые обеспечивают энергию для роста зародыша в первые дни после прорастания. В некоторых растениях, например в злаках, эндосперм составляет большую часть семени и играет ключевую роль.

Семядоли — это первые листья зародыша, которые развиваются после прорастания. Они служат для фотосинтеза (в случае, если семена прорастают над поверхностью почвы) или для питания зародыша в случае, если семена прорастают внутри плода. Семядоли также могут запасать питательные вещества и защищать зародыш.

Кожура семени — внешняя оболочка, которая защищает внутренние компоненты семени от повреждений, вредителей и вредных факторов окружающей среды. Она играет важную роль в сохранении семени в условиях хранения и при распространении.

Функции компонентов семени:

• Зародыш — будущая растительная особь, которая развивается из зародыша.

• Эндосперм — источник энергии для развития зародыша и прорастания.

• Семядоли — первые листья, обеспечивающие питание и защиту.

• Кожура — внешняя защита, предотвращающая высыхание и механические повреждения.

В целом, структура семени обеспечивает его выживание в неблагоприятных условиях и успешное прорастание при благоприятных. Внутри плода, например в яблоке, семена находятся в состоянии покоя, и многие их компоненты остаются неактивными, что препятствует их прорастанию до тех пор, пока не будут созданы подходящие условия.

2.2 Механизмы прорастания семян.

Для успешного прорастания семени необходимо выполнение ряда условий, которые обеспечивают его активизацию и начало развития зародыша. Основные из них включают:

Наличие воды — вода является ключевым фактором, запускающим процессы гидратации семени. Она способствует набуханию оболочки, размягчению тканей и растворению питательных веществ. Гидратация активирует ферменты, необходимые для метаболизма и роста зародыша.

Кислород — необходим для дыхания семени. Процессы обмена веществ внутри семени требуют кислорода, который участвует в окислительных реакциях, обеспечивая энергию для роста. Недостаток кислорода замедляет или останавливает прорастание.

Подходящая температура — каждая культура имеет оптимальный диапазон температур для прорастания. Обычно это температура в пределах +10°C…+30°C. Правильный температурный режим обеспечивает активизацию ферментов, ускоряет обмен веществ и обеспечивает рост зародыша.

Пробуждение зародыша — после гидратации и достижения подходящих условий активизируются ферменты, которые участвуют в расщеплении запасных веществ эндосперма и высвобождении энергии для роста. В результате зародыш «пробуждается» и начинает деление и рост.

2.3. Строение и свойства яблока

Строение яблока:

1. Кожура (экзокорпий) — внешняя твердая оболочка, защищающая плод. Может иметь различную окраску (зеленую, желтую, красную).

2. Мякоть (фрут) — сочная часть внутри кожуры, богатая сахарами и водой. Основная часть съедобного яблока.

3. Семена (называемые также косточками) — расположены в сердцевине, окружены семенными камерами. Оболочка семян защищает зародыш внутри.

4. Сердцевина — центральная часть, где находятся семена. Обычно содержит несколько косточек.

Свойства яблока:

• Питательные свойства — богатство витаминов (особенно витамином C), клетчатки и антиоксидантов.

• Вкус — от кислого до сладкого, зависит от сорта.

• Польза для организма — способствует укреплению иммунитета, улучшает пищеварение, очищает организм.

• Физические свойства — твердая, сочная, хрустящая мякоть.

2.4. Почему семена внутри яблока не прорастают: основные причины

1. Физиологические причины: семена внутри яблока часто находятся в состоянии покоя, не готовы к прорастанию.

2. Биологические факторы: наличие ингибиторов роста и веществ, подавляющих развитие зародыша.

3. Физические условия: внутри плода отсутствуют нужные условия (вода, кислород, температура).

4. Гормональные механизмы: присутствие ауксинов и других гормонов, подавляющих прорастание.

5. Механизм природной защиты: чтобы семена не прорастали внутри плода, что могло бы повредить развитие яблока.

2.5. Влияние условий окружающей среды на прорастание семян

1. Влажность:
Внутри яблока влажность достаточно высокая, чтобы поддерживать жизнеспособность семян и сам плод. Однако, для прорастания семян требуется не только влажность, но и равномерное и контролируемое поступление влаги из внешней среды, что внутри яблока отсутствует. Внутренние условия обеспечивают лишь минимальную влажность, необходимую для сохранения семени, но не для его активного роста.

2. Температура:
Температура внутри яблока обычно стабильна и не достигает тех уровней, которые стимулируют прорастание семян. Внутренние температуры плода регулируются физиологическими процессами развития яблока и, как правило, не соответствуют оптимальным условиям для начала роста семени, которые требуют определенного диапазона температуры (обычно около 15-25°C).

3. Освещение:
Многие семена требуют определенного уровня освещенности или, наоборот, темноты для стимуляции прорастания. Внутри яблока семена находятся в полной темноте, что не мешает их существованию, но также не способствует их активизации или прорастанию. Освещение не является необходимым для семян внутри плода, и внутри яблока его просто нет.

Почему эти условия внутри яблока не соответствуют необходимым для прорастания?

• Внутри яблока отсутствует контакт с почвой, кислородом и внешней влажностью — все эти факторы критически важны для начала прорастания.

• Условия внутри плода регулируются для развития яблока и семени как части этого процесса, а не для их прорастания.

• Для прорастания необходимо внешнее воздействие — например, попадание семени в почву, где присутствуют подходящая влажность, температура и кислород.

ИТОГ:
Несмотря на то, что семена внутри яблока могут сохранять жизнеспособность долгое время, для их активного прорастания нужны внешние условия, которых внутри плода обеспечить невозможно.

2.6. Биологические и химические факторы, подавляющие прорастание.

1. Фитогормоны и ингибиторы роста

а) Абсцизовая кислота (ABA):

• Основной гормон, подавляющий прорастание и стимулирующий покой семян.

• Внутри яблока уровень ABA у семян высок, что способствует сохранению их состояния покоя и препятствует пробуждению.

• Это обеспечивает сохранность семян внутри плода до подходящих внешних условий.

б) Этилен:

• Внутри яблока концентрация этилена регулируется физиологическими процессами плода и не стимулирует активный рост семян.

• В некоторых случаях этилен может участвовать в задержке прорастания, особенно в условиях созревания плода.

в) Ингибиторы прорастания:

• В состав яблочного семени могут входить природные ингибиторы, такие как фенолы или алкалоиды, которые препятствуют началу роста.

• Эти вещества препятствуют активизации ферментов, необходимых для пробуждения зародыша.

2. Особенности семян яблока

• Структурные особенности: Семена внутри яблока имеют плотную оболочку, которая действует как барьер для проникновения воды и кислорода, необходимых для прорастания.

• Гормональный баланс: Высокий уровень ингибиторов роста и гормонов, подавляющих активность зародыша, обеспечивает сохранность семян внутри плода.

• Физиологический статус: Семена могут находиться в состоянии покоя (енасценции), что требует определенных внешних условий для пробуждения.

3. Почему эти факторы препятствуют прорастанию внутри плода

• Химическая среда: Высокий уровень ингибиторов и гормонов внутри яблока создает химическую среду, неподходящую для активного роста семени.

• Отсутствие стимулов: Внутренние условия не предоставляют внешних стимулов (влажность, тепло, кислород), необходимых для разрушения ингибиторов и запуска прорастания.

• Механическая преграда: Оболочка семени и внутренние ингибиторы вместе создают барьер, который препятствует началу роста внутри плода.

Итог:

Внутри яблока присутствуют биологические и химические факторы — такие как высокие уровни фитогормонов (например, ABA), ингибиторов роста, а также структурные особенности семян — которые активно подавляют их пробуждение и прорастание. Эти механизмы обеспечивают сохранность семян внутри плода до условий, благоприятных для прорастания после их удаления из яблока и попадания в внешнюю среду.

Практическая часть

3.1. Цели и задачи исследования

Цель: выяснить, почему семена внутри яблок не прорастают, и экспериментально подтвердить теоретические положения.

Задачи:

• Провести наблюдения за семенами внутри яблок.

• Попытаться стимулировать прорастание семян в домашних условиях.

• Проанализировать результаты и сравнить их с теоретическими предпосылками.

3.2 Опытно-экспериментальные  исследования

Все свои наблюдения  за влиянием условий на прорастание семян и развитием проростков я  проводил, проращивая семена дома. Для наблюдения  я   использовал  семена  яблони.

3.2.1. Эксперимент №1 (Приложение 1)

Влияние влаги и воздуха на прорастание семени

Что  делал: я взял три стаканчика и положил на дно каждого по нескольку семян  яблони. В первом — оставил семена, как есть (в нём будет только воздух). Во второй – налил  воды столько, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Третий стакан наполнил  до половины. Все три стакана я  накрыл  стеклом и оставил на свету.

Что я увидел: в первом – семена остались без изменения, во втором набухли и проросли, а в третьем только набухли, но не проросли.

Результат: семена легко впитывают воду и набухают, увеличиваются  в объёме. Но если, как это в третьем стакане, воздух не имеет доступа к семенам, то они хотя и набухли, но не проросли. Семена проросли только во втором стакане, где к ним поступали  вода и воздуха. В первом стакане не было изменений, так как к семенам не поступила влага.

Вывод: для прорастания семян необходима влага и воздух.

3.2.2. Эксперимент №2 (приложение 2)

Влияние температуры на прорастание семени

Цель: подтвердить  опытным путём, что помимо влаги и кислорода на прорастание семян влияют так же  температурные условия.

Что делал: в два стакана я положил  несколько семян яблони (равное количество) и налила  воды, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Накроем стаканы стеклом. Один стакан оставил  в комнате при температуре +20-21º С, а другой поставим в  холод (холодильник), где температура не выше +4-5ºС.

Результат: семена проросли только в том стакане, который стоял в комнате.

Вывод:  для прорастания семян необходима ещё и определённая температура окружающей среды.

3.2.3. Эксперимент №3 (приложение 3)

Что делал: я взял два стакана и положил на дно каждого по нескольку семян  яблони. В первый стакан налили простую воду, а во второй стакан – сладкую (с сахаром), поставил оба стакана в теплое место. Наблюдал  в течение двух недель.

Результат: после двух недель семена проросли в стакане с обычной водой, а в стакане со сладкой водой  сморщились и засохли.

 Вывод: для прорастания  семян  яблони необходима обычная вода

Эксперимент № 3 доказал,  что даже при обилии влаги, семена могут страдать от засухи.

В соке плодов яблони   содержится много сахара и других веществ. Они прочно удерживают воду, не дают   воде пройти сквозь водонепроницаемую кожуру оболочку семян. Поэтому семена в яблоке не растут. Это исследование помогло мне понять, почему нет ростков у семян внутри яблока, груши, сливы и других плодов.

3.3. Анализ полученных данных.

В домашних условиях я  проследил  механизм прорастания семян и установил, какие факторы влияют на этот процесс.

Практическим путём я  подтвердил  свою  гипотезу. Для прорастания семечка яблони необходим свет, тепло и влага.

Создание благоприятных условий при проращивании семян ускоряет появление всходов.

4.Заключение.

Вывод:
Для прорастания семечка яблони действительно необходимы влага и тепло. Свет может играть роль в ускорении прорастания или быть необязательным в зависимости от сорта и условий. В целом, оптимальные условия включают влажную, тёплую среду, а свет — полезный, но не обязательный фактор для большинства семян яблони.

Если же семена находятся внутри яблока, то внутренние условия обычно не соответствуют этим требованиям, что объясняет их неподвижность. После извлечения и создания подходящих условий (влага, тепло, свет), семена могут успешно прорасти.

Список литературы:

1. Горбачевич, Ю. П. Ботаника / Ю. П. Горбачевич. — М.: Просвещение, 2010. — 512 с.

2. Иванов, В. И. Общая ботаника / В. И. Иванов. — М.: Высшая школа, 2008. — 608 с.

3. Кузнецов, А. А. Прорастание семян и их физиология / А. А. Кузнецов. — СПб.: Наука, 2015. — 324 с.

4. Лебедев, А. В. Ботаника. Строение и функции растений / А. В. Лебедев. — М.: Академический проект, 2012. — 480 с.

5. Смирнова, Н. В. Яблочный плод. Строение и свойства / Н. В. Смирнова. — М.: Фитоцентр, 2018. — 200 с.

6. Фитологический словарь / под ред. А. В. Иванова. — М.: Наука, 2009. — 350 с.

7. Воронина, Т. В. Физиология растений / Т. В. Воронина. — М.: Лань, 2014. — 416 с.

8. Биология растений / под ред. А. П. Гусева. — М.: Просвещение, 2011. — 560 с.

9. Грохотов, В. А. Факторы, влияющие на прорастание семян // Журнал "Ботаника". — 2016. — №3. — С. 45–52.

10. Петров, С. А. Процессы прорастания семян и их регулирование / С. А. Петров. — М.: Академия, 2019. — 278 с.

Приложение №1

Эксперимент №1

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

материалы	делал		увидел	результат
1 стакан	воздух	накрыл стеклом	без изменения	к семенам не поступала влага
2 стакан	воздух и вода	накрыл стеклом	набухли и проросли	к семенам поступали вода и воздуха
3 стакан	вода	накрыл стеклом	только набухли, но не проросли	воздух не имеет доступа к семенам, они хотя и набухли, но не проросли

Вывод: для прорастания семян необходима влага и воздух.

Приложение №2

Эксперимент №2

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

материалы	делал		увидел	результат
1 стакан	воздух и вода	накрыл стеклом и оставил в комнате при температуре +20-21º С	проросли	семена проросли
2 стакан	воздух и вода	накрыл стеклом и поставил в холодильник, где температура не выше +4-5ºС	засохли	семена засохли

Вывод: для прорастания семян необходима определённая температура окружающей среды.

Приложение №3

Эксперимент №3

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

материалы	делал		увидел	результат
1 стакан	воздух и вода	налил простую воду и поставил в теплое место	семена проросли	семена проросли
2 стакан	воздух и вода	налил сладкую воду  и поставил в теплое место	сморщились и засохли	семена засохли

Вывод: для прорастания семян яблони необходима обычная вода.

 

Здравствуйте, уважаемые учителя и одноклассники! Сегодня я расскажу вам о том, почему семена не прорастают внутри яблока.

Когда мы едим яблоко, внутри есть семена, которые иногда выглядят очень маленькими и красивыми. Но если попробовать посадить эти семена прямо в землю, они обычно не прорастают. Почему так происходит?

Во-первых, семена внутри яблока не готовы к проращиванию. Они еще не созрели полностью и не имеют сил для роста. Во-вторых, внутри яблока есть много веществ, которые помогают яблоку расти, но мешают семенам прорастать. Там есть также защитная кожура, которая не дает семени выйти наружу.

Еще важный момент — семена нужны определенные условия, чтобы прорасти: тепло, влажность и воздух. Внутри яблока этих условий очень мало. Поэтому семена остаются "спящими" и не начинают расти.

Кроме того, если мы захотим вырастить дерево из семени, его нужно сначала вынуть из яблока, очистить и посадить в землю. Тогда, при правильных условиях, семечко сможет прорасти и вырастить новое яблоневое дерево.

Вот почему семена внутри яблока обычно не прорастают, пока мы их не вынем и не посадим в землю, не начнем поливать и не поставим на место, освещенное солнцем. Спасибо за внимание!

10