М.А. БАРИНОВА

Продолжение. См N 9/2002

Зимняя ботаническая экскурсия
«Семена и плоды»

Занятие по итогам экскурсии

Оборудование: лупы (как минимум по одной на двух учащихся), пинцеты, лезвия, препаровальные иглы, предметные стекла, чашки Петри и влажная фильтровальная бумага для проращивания семян.
На занятии используются плоды рябины, калины, боярышника, кизильника, шиповника, облепихи, клена, липы, череды, лопуха, бодяка, пижмы, рогоза, шишки голосеменных – ели и сосны, собранные во время экскурсии.
Собранные в природе сочные плоды до начала занятия храним в холодильнике в полиэтиленовом пакете с небольшими отверстиями: чтобы не высохли и не заплесневели. Часть сухих плодов необходимо намочить за сутки до занятия – они набухнут, и тогда лучше будут видны все части, легче будет препарировать.
Каждый ученик получает задание детально рассмотреть и зарисовать плод какой-либо одной группы (сухой, сочный, приспособленный для переноса ветром или животными), однако на каждом столе должно быть для ознакомления по меньшей мере по одному плоду и всех других групп.
Наиболее крупные, здоровые и жизнеспособные плоды клена и рябины стоит отложить для постановки опыта по прорастанию семян (семена рябины можно заменить семенами яблони).
К началу занятия ученики должны ознакомиться со строением плодов и семян по учебнику.

ХОД ЗАНЯТИЯ

Какие функции выполняет плод?
Защита семян от неблагоприятных условий среды в период созревания; приспособление к распространению семян: привлечение животных-распространителей (сочные, вкусные и яркие плоды); крючки или липучки для распространения с помощью животных «без их желания»; «крылышки» и «парашютики» для переноса ветром.
Возможны также варианты ответов, не связанные прямо с предложенным материалом: механическое разбрасывание (плоды, открывающиеся от прикосновения или изменения влажности, – коробочки, стручки и бобы), обеспечение плавучести – плоды видов, распространяемых водой (многие зонтичные), и т.д.

Важная особенность сочных плодов – запас питательных веществ для дозревания семян в случае гибели материнского растения: один из ярких примеров дозревания семян в отделенном от материнского растения плоде – огурец (Cucumis sativus). Иногда разлагающийся плод обеспечивает оптимальный микроклимат для проростков: японская айва (Chenomeles japonica) и некоторые другие розоцветные. Но бывает и наоборот – излишне долгое пребывание в зрелом плоде тормозит прорастание, иногда на несколько лет. Например, семена боярышника и пиона, собранные чуть недозрелыми, прорастают на следующий год, а если плоды полностью созреют – через год или даже три. Однако прорастание семян одного урожая в разные годы – очень важное приспособление, позволяющее сохранить часть семян, если первый летний сезон окажется почему-либо неблагоприятным для проростков.

Рассмотрите имеющиеся у вас плоды, выберите тот, который соответствует вашему заданию, и зарисуйте его внешний вид. (На рассмотрение и зарисовку отводится 5–7 мин.)
Кто рисовал сочные плоды? Каким видам растений они принадлежат?
Рябина, калина, шиповник, кизильник...
Разрежьте сочный плод вдоль. Зарисуйте расположение семян.
Кто рисовал сухие плоды? Каким видам растений они принадлежат?
Череда, лопух, клен, липа, бодяк, пижма...
(На этот вопрос возможен неправильный ответ: шишки или семена голосеменных. В этом случае необходимо еще раз объяснить, что шишка с точки зрения морфологии не является плодом, т.е. специализированным органом. Это видоизмененный генеративный побег.)
Разрежьте вдоль сухой плод. Используя лупу, найдите все части плода, зарисуйте их (крупно!) и подпишите.

Обращаем внимание на строго закономерное, геометрически правильное расположение семян в сочных плодах (наиболее характерная картина – в плодах рябины или боярышника). Вспоминаем строение цветка и связываем его с расположением семян в плодах. Подписываем морфологические части плода на рисунке.

Какие приспособления к распространению можно увидеть на сухих плодах?
Череда – зубцы; клен – крыловидные выросты, увеличивающие площадь поверхности.
Попробуйте извлечь семя клена или липы из плода.
Отмечаем прочность плодов, которые защищают семя от механических повреждений. Само же семя – в тонкой семенной кожуре.
Сравните семенную кожуру у растений с сухими плодами с прочной кожурой, например семян боярышника с его влажными плодами. Чем обусловлено такое различие?
Твердый плод клена или липы надежно защищает семя, оно может не иметь толстой кожуры. А мягкий сочный плод не может обеспечить надежной механической защиты. Кроме того, один из этапов успешного распространения семян многих видов – поедание плодов животными или птицами. Чтобы благополучно пройти через пищеварительный тракт птицы, семя должно иметь твердую семенную кожуру.

Рассматриваем семена клена. (Можно разрезать семя вдоль или удалить одну семядолю.) Сравниваем строение семени клена со строением семени фасоли (рисунок в учебнике), находим общие черты и отличия. Обращаем внимание на складчатые семядоли клена.
Какие функции выполняют семядоли?
Основная функция семядолей – обеспечение проростка запасом питательных веществ. Семядоли растений с подземным прорастанием, например дуба или гороха, толстые, мясистые, с относительно небольшой (по отношению к объему) площадью поверхности и в норме не имеют хлорофилла. Семядоли фасоли тоже в основном выполняют функцию кладовых, хотя и зеленеют с возрастом и принимают определенное участие в процессе фотосинтеза. А вот семядоли клена с первых часов прорастания активно фотосинтезируют: их площадь позволяет делать это достаточно эффективно.
Дело в том, что из перечисленных растений клен – наиболее теневыносливое растение в первые годы жизни. Под пологом широколиственного леса света настолько мало, что используется любая поверхность, способная аккумулировать энергию света.

В качестве заключения обращаем внимание на единый план строения плодов.

Постановка опыта по прорастанию семян

Какие условия необходимы семенам для успешного прорастания?
Вода, тепло, воздух.

Возможен ответ – питательные вещества. Учитель отмечает, что питательные вещества, конечно, нужны для развития проростка, но для прорастания семян большинства растений достаточно собственных запасов. Однако существуют виды, практически не имеющие этих запасов, например представители семейства орхидных. Для развития их проростков необходим приток питательных веществ извне: у этих видов сложился симбиоз с грибами, от которых проросток в первые годы жизни (проростки орхидных развиваются очень долго – до 20 лет) получает раствор органических веществ. Есть растения, семенам которых для прорастания необходим свет: например, колокольчик раскидистый (Campanula patula).

Помещаем плоды клена и семена, осторожно извлеченные из его плодов, на влажную фильтровальную бумагу и прикрываем их от высыхания – лучше всего для этой цели подойдут чашки Петри. В зависимости от количества материала опыт может быть заложен каждым учащимся или один – демонстрационный. В другие чашки помещаем семена рябины или яблони – как вместе с плодами, так и извлеченные из плодов.
Через несколько дней (в зависимости от температуры в помещении) оцениваем результаты опыта: семена клена проросли практически все, причем извлеченные из плодов быстрее. Среди семян рябины или яблони, возможно, проклюнулось одно или два; основная же масса их не проросла. Объяснение этому явлению – свойство семян некоторых растений пребывать в состоянии покоя. Состоянию покоя семян и способам его нарушения можно посвятить занятие кружка или факультатива.
Использование в данном опыте семян клена удобно тем, что они крупные и отличаются надземным прорастанием – развитие и последующая деградация семядолей хорошо заметны. При проращивании на влажной фильтровальной бумаге можно пронаблюдать развитие корня, например проведя опыт с нанесением меток для определения скорости роста различных участков. Если смочить фильтровальную бумагу не просто водой, а питательным раствором для гидропоники, можно наблюдать развитие растения достаточно долго, увидеть разницу между ювенильными и взрослыми листьями. Одно непременное условие – если окна класса не выходят на южную сторону или находятся в тени деревьев или других зданий, сеянцу понадобится дополнительное освещение. Но до стадии первого ювенильного листа он доживет и просто на окне.

М.А. БАРИНОВА
Фото автора