第二章种子和幼苗

第二章种子和幼苗教学目的1.掌握种子的组成及各组成部分的功能，明确胚是植物体的幼小雏形这一基本含义；2.了解种子的基本类型；3.掌握种子萌发的条件及幼苗形成的规律；教学要点1. 种子的组成及各部分的功能作用，尤其是胚的构造，明确胚的概念；2. 种子的类型；3. 种子萌发的条件，特别是对外界条件的要求；4. 种子萌发的过程及幼苗的形成；幼苗的类型。

种子（seed）在植物学上属于繁殖器官，它和植物繁衍后代有着密切联系。

植物界的所有种类并不都是以种子进行繁殖的，只有在植物界系统发育地位最高、形态结构最为复杂的一个类群——种子植物才能产生种子。

种子植物名称的由来，也正反映了这一特点。

种子又是种子植物的花在完成开花、传粉和受精等一系列有性生殖过程后产生的，是有性生殖的产物，所以和花的结构密切相关。

种子植物的生活是依赖于根、茎、叶三种营养器官的生理作用来维持的，从植物的个体发育而言，早在种子离开母体植株的时候，新生一代一般就已孕育在种子里面，新一代的植物体已经完成了形态上的初步分化，成为植物的雏体。

以后，随着种子在适宜条件下的萌发，种子里的雏体——胚，经过一系列的生长、发育过程，成长为新的植株。

新一代植物体的根、茎、叶就是从种子的胚长大后成长起来的。

所以，种子是孕育植物雏体的场所。

在不良的环境条件下，种子停留在休眠阶段，由外面的种皮或包围种子的果实所保护。

为了进一步了解种子植物的个体发生和形态结构的形成过程，应当先从种子谈起。

以下各节将对种子的结构、种子萌发的必要条件和种子萌发的全过程，以及幼苗的形态等内容进行较详细的叙述。

第一节种子的结构和类型不同植物所产生的种子在大小、形状、颜色彩纹和内部结构等方面有着较大的差别。

大者如椰子的球形种子，其直径几可达15—20cm；小的如一般习见的油菜、芝麻种子；烟草的种子比油莱、芝麻的更小，其大小犹如微细的沙粒。

种子的形状，差异也较显著，有肾形的如大豆、菜豆种子；圆球形的如油莱、豌豆种子；扁形的如蚕豆种子；椭圆形的如落花生种子；以及其他形状的，还可举很多的例子。

种子的颜色也各有不同，有纯为一色的，如黄色、青色、褐色、白色或黑色等；也有具彩纹的，如蓖麻的种子。

正因为种子的外部形态如此多样化，所以利用种子外形的特点以鉴别植物种类，已受到植物分类工作者和商品检验、检疫等方面的重视。

一、种子的结构虽然种子的形态存有差异，但是种子的基本结构却是一致的。

一般种子都由胚、胚乳和种皮三部分组成，少数种类的种子还具有外胚乳结构。

（一）胚胚是构成种子的最主要部分，是新生植物的雏体，胚由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。

胚根、胚芽和胚轴形成胚的中轴。

胚根和胚芽的体积很小，胚根一般作圆锥形，胚芽常呈现雏叶的形态、胚轴介于胚根和胚芽之间，同时又与子叶相连，一般极短，不甚明显。

胚根和胚芽的顶端都有生长点，由胚性细胞组成，这些细胞体积小、细胞壁薄、细胞质浓厚、核相对地比较大、没有或仅有小形液泡。

当种子萌发时，这些细胞能很快分裂、长大，使胚根和胚芽分别伸长，突破种皮，长成新植物的主根和茎、叶。

同时，胚轴也随着一起生长，根据不同情况成为幼根或幼茎的一部分。

一般由子叶着生点到第一片真叶的一段称为上胚轴，子叶着生点到胚根的一段称为下胚轴，通常也简称为胚轴。

子叶是植物体最早的叶，在不同植物的种子里变化较大，不同植物种子的子叶在数目上、生理功能上不全相同。

种子内的子叶数有二片的，也有一片的。

有二片子叶的植物。

称为双子叶植物，如豆类、瓜类、棉、油菜等。

只有一片子叶的，称为单子叶植物,如水稻、小麦、玉米、洋葱等。

双子叶植物和单子叶植物是被子植物中的两个大类，它们不但在种子的子叶数上有差别，而且在其他器官的形态结构上也不完全相同，这些将在以后的章节中谈到。

种子植物中的另一类植物——裸子植物，种子的子叶数并不一定，有二片的，如桧柏、银杏，也有数片的，如松、云杉、冷杉等。

此外，种子内子叶数目的不正常现象，有时也可在一些植物中见到。

子叶的生理作用也是多样化的，有些植物种子的子叶里贮有大量养料，供种子萌发和幼苗成长时利用，如大豆、落花生的种子。

有些种子的子叶在种子萌发后露出土面，进行短期的光合作用，如陆地棉、油菜等的种子。

另有一些种子的子叶成薄片状，它的作用是在种子萌发时分泌酶物质，以消化和吸收胚乳的养料，再转运到胚里供胚利用，如小麦、水稻、蓖麻等种子。

（二）胚乳胚乳是种子集中贮藏养料的地方，一般为肉质，占有种子的一定体积。

也有成熟种子不具胚乳的，这类种子在生长发育时，胚乳的养料被胚吸收，转入子叶中贮存，所以成熟的种子里胚乳不再存在，或仅残存一干燥的薄层，不起营养贮藏的作用。

有胚乳种子的胚乳含量，不同植物种类并不相同，例如蓖麻、水稻等种子的胚乳肥厚，占有种子的大部分体积。

豆科植物如田菁种子，胚乳成为一薄层，包围在胚的外面。

种子植物中的兰科、川苔草科、菱科等植物，种子在形成时不产生胚乳。

种子中所含养分随植物种类而异，主要是糖类、油脂和蛋白质，以及少量无机盐和维生素。

糖类包括淀粉、糖和半纤维素等几种，其中淀粉最为常见。

不同种子淀粉的含量不同，有的较多，成为主要的贮藏物质，如小麦、水稻，含量往往可达70%左右；也有的含量较少，如豆类种子。

种子中贮藏的可溶性糖分大多是蔗糖，这类种子成熟时含有甜味，如玉米、粟等。

以半纤维素为贮藏养料的植物种类并不很多，这类植物的种子中胚乳细胞壁特别厚，是由半纤维素组成的，种子在萌发时，半纤维素经过水解成为简单的营养物质，为幼胚吸收利用，如海枣、葱属、咖啡、天门冬、柿等。

种子中以油脂为贮藏物质的植物种类很多，有的贮藏在胚乳部分，如蓖麻；也有的贮藏在子叶部分，如落花生、油菜等。

蛋白质也是种子内贮藏养料的一种，大豆子叶内含蛋白质较多。

小麦种子胚乳的最外层组织，称为糊粉层，含有较多蛋白质颗粒和结晶。

不同植物的种子所含养料的种类不同，即使一种种子所含营养成分，往往也不是单纯的一种。

少数植物种类的种子在形成和发育过程中，胚珠的珠心组织并不被完全吸收消失，而有一部分残留，构成种子的外胚乳。

外胚乳在种子中作为养分贮藏的主要场所的，如甜菜种子；也有胚乳和外胚乳并存的，如睡莲科植物中的芡和这一科的其他属种。

另外，也有少数植物种类以下胚轴为养料贮存处的，如水生植物中的眼子菜、慈姑等。

（三）种皮种皮是种子外面的覆被部分，具有保护种子不受外力机械损伤和防止病虫害入侵的作用，常由好几层细胞组成，但其性质和厚度随植物种类而异。

有些植物的种子成熟后一直包在果实内，由坚韧的果皮起着保护种子的作用，这类种子的种皮比较薄弱，成薄膜状或纸状，如桃、落花生等的种子。

有些植物的果实成熟后即行开裂，种子散出，裸露于外，这类种子一般具坚厚的种皮，有发达的机械组织，有的为革质，如蚕豆、大豆；也有成硬壳的，如茶的种子。

小麦、水稻等植物的种子，种皮与外围的果皮紧密结合，成为共同的保护层，因此种皮很难分辨出来，组成种皮的细胞，常在种子成熟时死去。

坚厚种皮的表皮层细胞，壁部常有木质化或角质化等变化。

种皮的表皮层也有形成长毛的，如棉的种子。

成熟种子的种皮上，常可看到一些由胚珠发育成种子时残留下来的痕迹，如蚕豆种子较宽一端的种皮上，可以看到一条黑色的眉状条纹，称为种脐，是种子脱离果实时留下的痕迹，也就是和珠柄相脱离的地方；在种脐的一端有一个不易察见的小孔，称种孔，是原来胚珠的珠孔留下的痕迹，种子吸水后如在种脐处稍加挤压，即可发现有水滴从这一小孔溢出。

蓖麻种子一端有一块由外种皮延伸而成的海绵状隆起物，称为种阜，种脐，种孔为种阜所覆盖，只有剥去种阜才能见到；在沿种子腹面的中央部位，有一条稍为隆起的纵向痕迹，几与种子等长，称为种脊，是维管束集中分布的地方。

不是所有的种子都有种脊的，只有在由倒生胚珠所形成的种子上才能见到，因为倒生胚珠的珠柄和胚珠的一部分外珠被是紧紧贴合在一起的，维管束是通过珠柄进入胚珠，所以当珠被发育成种子的种皮时，珠被与珠柄愈合的部分就在种皮上留下种脊这一痕迹，残存的维管束也就分布在种行内（有关胚珠的发生、发育、类型等内容，将在第四章内详述）。

种子表皮细胞内，一般含有有色物质，使种皮具有各种不同的颜色。

二、种子的类型根据以上所述，在成熟种子中，有的具胚乳结构，有的胚乳却不存在，因此，就种子在成熟时是否具有胚乳，将种子分为两种类型：一种是有胚乳的，称为有胚乳种子，另一种是没有胚乳的，称为无胚乳种子。

（一）有胚乳种子这类种子由种皮、胚和胚乳三部分组成，双子叶植物中的蓖麻、烟草、桑，茄、田菁等植物的种子，以及单子叶植物中的水稻、小麦、玉米、洋葱、高粱等植物的种子，都属于这一类型。

下面以蓖麻、小麦种子为例，说明双子叶植物和单子叶植物有胚乳种子的结构。

1．蓖麻种子的结构蓖麻的种子椭圆形，稍侧扁，种皮坚硬光滑，具斑纹。

种子一端有隆起的种阜，是由外种皮延伸形成的突起；腹面中央有一长形隆起的种脊，是倒生胚珠的珠柄和一部分外珠被愈合，在成熟种子的种皮上留下的痕迹。

剥去坚硬的种皮就是白色胚乳，里面含有大量油脂。

种子的胚成薄片状被包在胚乳的中央，胚由胚芽、胚根、胚轴和子叶组成。

子叶二片，大而薄，有明显脉纹。

二片子叶的基部与短短的胚轴相连，胚轴的下方是胚根，上方是胚芽，胚芽夹在二片子叶的中间，从胚的正中纵切面上可以清楚见到。

2．小麦种子的结构小麦籽粒的外围保护层，并不单纯是种皮，而是果实部分的果皮和种子本身的种皮共同组成的复合层，二者互相愈合，不易分离，因此小麦的籽粒是果实，在果实的分类上，称为颖果。

从籽粒的纵切面上可以看到胚和胚乳的相对位置，胚乳占有籽粒的大部分体积，而胚处于籽粒基部的一侧，仅占小部分位置。

胚乳由两部分细胞组成，一部分细胞组成糊粉层，只是一层细胞，包围在胚乳外周，与种皮紧贴，其余是含淀粉的胚乳细胞。

糊粉层细胞含蛋白质、脂肪等有机养料，所以营养价值较高。

胚的绪构比蓖麻的复杂。

胚芽和胚根由极短的胚轴上下连接，胚芽位于胚轴的上方，由顶端的生长点和周围数片幼叶组成，幼叶外被胚芽鞘包围。

胚根在胚轴下方，由顶端的生长点、根冠和包在外面的胚根鞘所组成。

胚轴的一侧与一片盾状的子叶相连，所以子叶也称为盾片，盾片的另一侧紧靠胚乳，所以盾片夹在胚乳和胚轴之间。

在盾片中可以看到以后发展为维管束的原始细胞。

盾片在与胚乳相接近的一面，有一层排列整齐的细胞，称为上皮细胞或柱形细胞。

当种子萌发时，上皮细胞分泌酶到胚乳中去，把胚乳内贮藏的物质加以分解，然后由上皮细胞吸收，并转运到胚的生长部位。

在胚轴的另一侧与盾片相对处，还有一片薄膜状突起，称为外胚叶，过去被看作是未得到充分发育的另一片于叶，目前则认为是胚器官一部分的裂片，是胚根鞘的延伸部分。

其他禾本科植物的种子，如水稻、大麦等，也有类似结构。

（二）无胚乳种子这类种子由种皮和胚二部分组成，缺乏胚乳。