В состав зерна зерновых культур входят вода, органические и минеральные вещества, а также ферменты и витамины. Состав зерна может изменяться в зависимости от условий произрастания, уровня агротехники и сорта.

Вода всегда присутствует в зерне в том или ином количестве. Содержание воды зависит от культуры, ее анатомических особенностей, количества гидрофильных коллоидов, степени спелости, условий уборки и хранения. Вода в зерне может быть в следующих видах:

химически связанная вода входит в состав молекул веществ в строго определенных соотношениях. Выделить такую воду можно только прокаливанием или химическим воздействием, при этом происходит разрушение структуры веществ, в ходящих в зерно;

физико - химически связанная вода входит в состав зерна в различных, не строго определенных соотношениях, к этой форме относится адсорбционно связанная, осмотически поглощенная и структурная вода. Молекулы воды, сорбированные гидрофильными коллоидами, теряют свойства растворителя, не могут легко перемещаться и участвовать в химических реакциях, поэтому физиологические процессы сведены к минимуму;

механически связанная вода размещена в микро- и макрокапиллярах зерна. Она имеет все свойства обычной воды и называется свободной, легко удаляется при сушке. Вода, удаленная из зерна при высушивании, называется гигроскопической, включает свободную воду и физически связанную.

Влажность зерна во время уборки разных культур в зависимости от климатических условий колеблется в больших пределах - от 10...12 до 25...30 % и более. Зерно с повышенной влажностью сушат, доводя его до воздушно-сyxого состояния (влажность 14...15 %).

Азотистые вещества - важнейшая составная часть зерна хлебных злаков. Основную массу азотистых веществ в зерне составляют белки. Содержание небелковых азотистых веществ в созревшем зерне не превышает 2...3 % общего количества азотистых веществ, которые в основном представлены свободными аминокислотами и амидами.

По содержанию энергии белки превосходят крахмал, сахар и уступают только растительным маслам. Наиболее богата белками твердая пшеница. Содержание белка в зерне всех хлебов увеличивается при продвижении их посевов с севера на юг и с запада на восток. Сухость климата и повышенное содержание азота в почве влияют на качество зерна. Повысить содержание белка в зерне можно, применяя соответствующую технологию возделывания. Наибольшему накоплению его в зерне способствуют размещение по лучшим предшественникам, применение органических и минеральных удобрений, защита посевов от вредителей и болезней, своевременная уборка. При уборки пшеницы в фазе восковой спелости содержание бека в зерне выше, чем при полной спелости.

Белки - основной материал при построении клеток и тканей у человека и животных. Они делятся на простые и сложные: нуклеопротеиды, липопротеиды, отличающиеся более сложным химическим составом. Простые белки в основном включают следующие фракции: альбумины (водорастворимые белки), глобулины (белки, растворимые в слабых растворах нейтральных солей), глиадины (белки, растворимые в 70...80%-ном этиловом спирте), глютенины (белки, растворимые в слабых растворах кислот и щелочей). Наибольшую ценность представляют глиадины и глютерины. Для хлебопечения лучше их соотношение 1:1.

Качество белка определяют по составу аминокислот: чем больше незаменимых и лимитирующих кислот (вaлинa, лизинa, триптофана и др.), тем выше продовольственное и кормовое достоинство культур.

Белки, нерастворимые в воде, называют клейковинными или клейковиной. Клейковина представляет собой сгусток белковых веществ, остающихся после отмывания теста от крахмала и других составных частей. Кроме белков в клейковине содержатся в не большом количестве крахмал, жир и другие вещества. От качества и количества клейковины зависят вкусовые и хлебопекарные свойства муки. Содержание сырой клейковины колеблется у пшеницы в пределах 1 б...52 %, y ржи - 8...26, y ячменя - 6...20, y тритикале - 28...44 %. Хорошая клейковина способна растягиваться в длину и, не разрываясь, оказывать сопротивление растяжению. Пшеничная клейковина отличается более высокими хлебопекарными качествами по сравнению c ржаной, благодаря чему пшеничный хлеб характеризуется высокой пористостью и переваримостью. На содержание и качество клейковины сильно влияют внешние условия, уровень агротехники и используемые сорта. Содержание клейковины повышается при применении органических и минеральных удобрений, соблюдении технологии возделывания, a также при жаркой погоде во время налива зерна. При повреждении зерна пшеницы клопами- черепашками значительно снижается его качество.

Углеводы в зерне мятликовых культур представлены глав-ным образом полисахаридами, среди которых большую часть составляет крахмал. Наибольшее количество его содержится в эндосперме (около 80 % всех углеводов). Остальное количество приходится на долю растворимых углеводов - сахаров (2...3 %), находящихся преимущественно в зародыше. Больше всего углеводов находится в центральной части зерновки, меньше - по периферии. В зависимости от характера расположения крахмальных зерен в клетках эндосперма зерно хлебных культур может быть мучнистым или стекловидным. В зерне с мучнистым эндоспермом промежутки между крупными крахмальными зернами заполнены множеством мелких крахмальных зерен, прослойки белка тонкие.

В стекловидном зерне мелких крахмальных зерен почти нет, а промежупси заполнены белками. Содержание крахмала в зерне увеличивается по мере продвижения посевов на запад и на север, т. е. изменяется в обратном направлении по сравнению с изменением количества белка.

Жир - это запасное высокоэнергетическое вещество, исполь-зуемое при дыхании и при прорастании зародыша. Содержание жира в зерне хлебных культур составляет 2...6%. Распределение его в зерновке неравномерно, больше всего его в зародыше и алейроновом слое (в зародыше пшеницы до 14 %, ржи и ячменя до 12,5, кукурузы до 40, овса до 26, проса до 20 %). При наличии в муке большого количества жира она может прогоркнуть. Для улучшения качества муки у кукурузы перед помолом удаляют за-родыш, из него получают масло, используемое на продоволь-ственные и лечебные цели. Жиры растительного происхождения по консистенции жидкие, так как состоят главным образом из непредельных кислот жирного ряда - олеиновой, ленолевой и ли-ноленовой с одной, двумя или тремя двойными связями.

3ола входит в состав зерна в виде минеральных, или зольных, веществ (фосфор, калий, магний, кальций, натрий, железо, крем-ний, сера и хлор). В очень малых количествах присутствуют мар-ганец, цинк, никель, кобальт и др. Эти элементы входят в состав различных органических соединений и находятся в виде солей и кислот.

Соотношение между элементами в составе золы зерна у разных культур различно. Например, в зерне овса и проса кремния значи-тельно больше, чем в зерне пшеницы. Основную часть из мине-ральных веществ составляют фосфор, калий и магний. В золе зер-на пшеницы больше содержится фосфорной кислоты (около 50 % массы золы), окиси калия (около 30 %), несколько меньше - маг-ния (около 12 %) и очень мало - кальция (около 2,8 %).

Зерно и вырабатываемые из него продукты - важнейший ис-точник минеральных веществ для человека. При сложном помоле преобладающая часть золы отходит в отруби, поэтому чем лучше мука отделена от отрубей, тем меньше в ней золы.

Клетчатка - основная часть оболочек, более высокое содер-жание ее отмечено в зерне пленчатых культур, имеющих цветко-вые чешуи, а у голозерных - в плодовой оболочке. Содержание клетчатки зависит от крупности зерна. В крупном зерне клетчатки меньше, чем в мелком.

Пигменты (порфирины, каротиноиды, антоцианы и др.) также присутствуют в зерне хлебных злаков, они придают ему ту или иную окраску.

Ферменты - органические соединения, которые играют важную роль в переводе запасных питательных веществ семени в усвояемую для прорастающего зародыша форму, например амилаза, расщепляющая крахмал, липаза - жиры и др.

В и т а м и н ы сложного и разнообразного химического состава необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и жи-вотных. В зерне хлебных злаков содержатся главным образом ви-тамины А1, В1, В2, С, D, РР, Е и др. При отсутствии или недостат-ке их в организме нарушается обмен веществ, может развиться за-болевание - авитаминоз.

Строение зерновки

Снаружи зерно покрыто не только семенной кожурой, но и сросшейся с нею плодовой оболочкой - околоплодником. Такое семя (рис. 1) называется зерновкой, или зерном. Основная часть зерновки заполнена белой мучнистой массой (эндоспермом), представляющей запас питательных веществ. К эндосперму прилегает зародыш, состоящий из корешка с корневым чехликом, почечки с листочками, стебелька и щитка - единственной семядоли зародыша. Среди зародышевых листочков почечки расположен конус нарастания стебля. Верхние зародышевые листочки почечки надежно предохраняют конус нарастания от повреждений при прорастании молодого стебелька через плотный слой почвы.

Рис. 1. Строение зерновки пшеницы: 1 - околоплодник сросшийся с кожурой; 2 - эндосперм; 3 - алейроновый слой; 4 - зародыш; 5 - корешок; 6 - почечка; 7 - стебелек; 8 - щиток; 9 - конус нарастания

Во время прорастания зерна за счет активизации ферментативных процессов происходит разжижение эндосперма. Наружные клетки щитка, граничащие с эндоспермом, удлиняются и наподобие корешков проникают в его питательную среду, откуда и высасывают необходимую пищу для роста зародыша. В центральной части эндосперма находятся паренхимные клетки с большим количеством крахмальных зерен, в наружной его части расположены квадратные клетки алейронового слоя, в котором откладываются запасные белки в форме алейроновых зерен.



Внутри зерновки хлебных злаков хорошо просматриваются три основные части: оболочки, эндосперм и зародыш (рис. 1). Поскольку зерновка является плодом, то наружная часть оболочки называется плодовой оболочкой. Она двухслойная. Под нею располагаются два слоя семенной оболочки . У пленчатых зерен, кроме перечисленных, есть и так называемая мякинная оболочка , представляющая собой цветковые чешуи.

Зародыш дифференцирован на различные части – зачатки будущего растения. К эндосперму прилегает щиток – единственная семядоля хлебных злаков. Его функция – обеспечивать зародыш питательными веществами. В нижней части зародыша находятся первичные (зародышевые) корешки в виде небольших бугорков. Выше располагается первичный стебель . Он заканчивается почкой , которая покрыта колпачком зачаточных листьев. Зародыш у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале составляет 2,0-2,5%, овса – 3,0-3,5%, а у кукурузы 10 % массы зерновки.

В эндосперме (см. рис. 1) различают наружный (алейроновый) слой , непосредственно прилегающий к оболочке зерна, и внутреннюю мучнистую часть.

Алейроновый слой обычно состоит из одного ряда клеток кубической формы. В них находятся темно-желтые алейроновые зерна, представляющие собой твердые отложения запасных белков. У ячменя 3-5 рядов таких клеток. На долю алейронового слоя в среднем приходится 6-8% массы зерновки.

Под алейроновым слоем находится мучнистая часть эндосперма , представленная клетками, заполненными крахмальными зернами, а в промежутках между ними распределены белковые вещества. На мучнистую часть приходится до 85% массы зерновки.

Оболочки защищают зерновку от воздействия внешних условий, поражения грибными болезнями. Чем они толще, тем больше отрубей при размоле зерна. Обычно на долю оболочек приходится 5-7% массы зерновки.

Внутреннее строение зерна лучше изучать под микроскопом, используя готовые, подкрашенные препараты продольных и поперечных срезов через зерно пшеницы. Продольный разрез зерновки зарисуйте в рабочей тетради.

Строение растений

Рассмотрим кратко особенности строения растений зерновых хлебов (рис. 2). На взрослом растении хорошо видны: корневая система (мочковатая), стебли с листьями и генеративные органы (колосья, метелки, початки).

При прорастании зерновки образуются зародышевые, или первичные, корни, затем из подземных стеблевых узлов появляются узловые, или придаточные корни.

Стебель представляет собой соломину, состоящую из 5-7 междоузлий почти у всех хлебов семейства Мятликовые, кроме кукурузы и сорго. У последних количество междоузлий может колебаться от 12 до 20 и более, причем соломина внутри заполнена рыхлой паренхимой (остальные хлеба имеют в основном полую соломину).

Пересчитайте количество междоузлий и убедитесь, что оно совпадает с количеством листьев. Чем больше листьев, тем сорт или гибрид более позднеспелый.

Лист состоит из листовой пластинки и листового влагалища. У основания листового влагалища по его краям образуются ушки, а с внутренней стороны – язычок .

Соцветия у пшеницы, ржи, тритикале и ячменя – колос, у овса, проса, сорго и риса – метелка, а у кукурузы два соцветия – метелка (мужское) и початок (женское).

Колос состоит из коленчатого стержня, на выступах которого сидят колоски. Стороны колосового стержня, где размещаются выступы, называются лицевыми, а где их нет – боковыми.

Рис. 2. Схема строения растения пшеницы: 1 – корни;

2 – междоузлие стебля; 3 – узел; 4 – влагалище листа; 5 – пластинка листа; 6 – ушки; 7 – язычок;

8 – колос (соцветие)

Метелка состоит из центральной оси с узлами и междоузлиями , а в узлах мутовками располагаются боковые разветвления. Они также могут ветвиться, в результате чего в метелке есть ветви первого, второго и последующих порядков.

На концах ветвей сидят колоски. В каждом из них от одного до нескольких цветков и по две колосковые чешуи.

У цветка есть нижняя (наружная) и верхняя (внутренняя) цветковые чешуи. К первой из них прикрепляется ость у остистых форм.

Пестик с верхней завязью, одной обратной семяпочкой и двулопастным перистым рыльцем, а также тычинки (у риса – шесть, у остальных культур I группы по три) располагаются между цветковыми чешуями. У основания последних можно увидеть две небольшие тонкие пленки, которые называются лодикуле (lodicule ). В период цветения они набухают и открывают цветок.

Плод зерновых хлебов семейства Мятликовые, как вы уже заметили, называется зерновка , а гречихи (семейство Гречишные) – трехгранный орешек.

Несколько позже вы более подробно рассмотрите особенности строения всех составных частей зерновых культур.

Контрольные вопросы

1. На какие подсемейства подразделяется семейство Мятликовые (Рoaceae)?

2. Какие культуры относятся к подсемействам Мятликовидные и Просовидные?

3. На каких концах зерновки находятся зародыш и хохолок?

4. Чем отличаются длина, ширина и толщина зерна?

5. Как отличаются зерновки по характеру поверхности, опушению, окраске, форме, пленчатости, хохолку?

6. В чем заключаются отличительные признаки хлебов I и II группы?

7. Как выглядит анатомическое строение зерновки?

8. Из каких основных частей состоит растение?

10. Чем отличается строение стебля кукурузы и сорго от других зерновых культур?

11. Что можно обнаружить в месте перехода листового влагалища в листовую пластинку?

12. Как называются генеративные органы у зерновых культур?

13. Чем отличается строение колоса и метелки?

14. Что такое лодикуле и какова его роль?

14. Как называется плод зерновых хлебов семейства Мятликовые и гречихи (семейство Гречишные)?

краткое содержание других презентаций

«Определить условия для прорастания семян» - Расстояние между метками увеличивается. Развитие зародыша. Условия прорастания семян. Метки. Начал появляться корень. Выросты. Исследовательская работа. Зоны корня. Боковые корни. День. Семена с водой. Прорастание семян в благоприятных условиях. Подсолнечное масло. Корневые волоски. Строение семян двудольных растений. Условия прорастания семян и развитие зародыша. Семена остались без изменения. Условия для прорастания семян.

«Особенности строения семян» - Строение семян двудольных и однодольных растений. Семенная кожура. Покрытосеменные растения. Деревья. Самые мелкие семена. Самые долговечные семена. Запас питательного вещества. Особенности строения семян. Строение семени фасоли. Лекарственные семена. Познакомиться со строением семени. Оценка. Семя. Анкета «Оцените урок». Строение зерновки пшеницы. Самые крупные семена. Строение семян растений. Сравнение.

«Семена цветковых растений» - Растения двудольные и однодольные. Семя и его значение в жизни растения. Тест. Строение семени фасоли. Семя и его строение. Опрос. Внешнее строение семени. Внутреннее строение семени фасоли. Органы цветкового растения. Разнообразие зародышей. Проросток как совокупность главного корня и главного побега. Строение плода пшеницы. Все растения состоят из клеток. Запасание питательных веществ. Строение зерновки пшеницы.

«Строение семени» - Внутреннее строение семени фасоли. Плод крылатка. Плоды кокосовой пальмы. Растения с большим количеством семян. Семя фасоли в начале прорастания. Строение семени ясеня. Цветковые растения. Двудольные растения. Семена одноцветки. Однодольные растения. Семена хохлатки. Кокосовые пальмы. Строение семени пшеницы. Муравьи. Створки созревшей коробочки. Парашютики из волосков. Растения. Строение семени фасоли.

«Семя и его строение» - Семя и его строение. Строение семени. Пшеница. Семя. Проросток. Изучение строения семени фасоли. Семя фасоли. Синквейн. Инструкция по технике безопасности. Верю-не верю. Ход работы.

«Лабораторная работа «Строение семян»» - Рассмотрите сухое и набухшее семя фасоли. Строение зародыша семени фасоли. Вставьте пропущенные слова. Семя фасоли. Строение семян. Изучение строения семени. Семена фасоли. Восстановите логическую цепь. Сравните семя фасоли с зерновкой пшеницы. Внешний вид семян. Зародыш. Зерновка пшеницы. Строение семени фасоли.