种子成熟与种子萌发

种子成熟与种子萌发

种子萌发是作物生长的基础，从生理角度看，萌发是无休眠或已解除休眠的种子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼吸作用增强，贮藏物质被分解并转化为可供胚利用的物质，引起胚生长的过程。从分子生物学角度看，萌发的本质是水分、温度等因子使种子的某些基因表达和酶活化，引发一系列与胚生长有关的反应。

种子萌发过程中有以下六个生理生化变化：

（一）种子吸水

种子的吸水分为三个阶段：“快—慢—快”（急剧吸水阶段—吸胀性吸水；吸水迟缓阶段；胚根出现；生长吸水阶段—渗透性吸水）。

（二）呼吸作用的变化

在吸水的第一和第二阶段，CO2的产生大大超过O2的消耗—有氧呼吸和无氧呼吸；吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2的释放—有氧呼吸。

（三）酶的变化

1、酶原的活化：种子吸胀后立即出现，如：β-淀粉酶、蛋白酶等。

2、重新合成：如α-淀粉酶、蛋白酶等。

两种途径：

（1）活化长寿的mRNA → 新蛋白质→ 新酶

（2）新合成的mRNA → 新蛋白质→ 新酶

（四）贮藏物质的动员

淀粉经水解或磷酸解为葡萄糖，使有机物的种类增加。

（五）植物激素的变化

ABA（脱落酸）等抑制剂下降，IAA（生长素）、CTK（细胞分裂素）、GA（赤霉素）含量上升，使胚乳中贮藏物的降解，促进胚根胚芽的生长，控制幼苗的向地性生长。

种子储藏种子的呼吸作用在种皮未破裂时,先以无氧呼吸供能,后逐渐有氧呼吸。在种皮破裂后,无氧呼吸逐渐减弱,有氧呼吸逐渐加强。

种子萌发的常见图像

（1）可溶性糖；（2）淀粉；（3）千粒重（4）含N物质；（5）粗脂肪

种子的休眠

1）休眠的主要原因

①种皮限制；

②种子未完全成熟；

③胚未完全发育；

④抑制物的存在。

2）休眠意义：

避免种子在不适宜的条件或季节里萌发，

免于幼苗受到伤害和死亡。

1.下列对种子形成和萌发过程中物质变化的叙述，不正确的是

A．种子形成过程中，有机物有合成有分解

B．种子成熟过程中，水分所占比例逐渐下降

C．大豆种子萌发成幼苗过程中，蛋白质含量先下降后上升

D．种子形成和萌发过程中，矿质元素始终从环境中获得

（05广东卷）（3分）认识种子萌发过程中水分吸收变化规律。图3是种子萌发过程中水分

吸收变化规律曲线，据图完成下列填空。

种子萌发过程中的水分吸收可分为三个阶

段。第I阶段是吸胀期，种子迅速吸水。第Ⅱ

阶段是吸水停滞期。第Ⅲ阶段是重新迅速吸水

期，主要通过________吸收水分。第Ⅲ阶段由

于胚的迅速生长，胚根突破种皮________ 呼

吸加强。对于死亡或休眠的种子，吸水作用只

停留在第_________ 阶段。

（2005·全国卷Ⅰ·4）将小麦种子分别置于10 ℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量

的萌发种子分别制成提取液I和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，

然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45 ℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加人等

量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（）

A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色

B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝

C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色

D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色

（2012福建卷）下列有关豌豆的叙述，正确的是（）

A．萌发初期，种子的有机物总重量增加 B．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害

C．进入夜间，叶肉细胞内A TP合成停止 D．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多

（2012新课标卷）将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同

数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结

果如图所示，若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。

（1）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成_______，

通过______作用为种子萌发提供能量。

（2）萌发过程中在____小时之间种子的呼吸速率最

大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为

_____mg。

（3）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组

成物质，其最大转化速率_____mg·粒-1·d-1。

（4）若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干

重变化趋势是______，原因是________。

(2013山东卷)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：

（1）阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显，阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿（跨）膜运

输方式为。阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是。

（2）阶段Ⅱ期间，大豆种子胚细胞合成的解除种子休眠，促进种子萌发。阶段Ⅲ中根

向地生长的原因是分布不均，使根的近地侧生长受到。

（3）若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与吸收CO2的体积比为1:3，则此时种子胚细胞的无氧呼

吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为。

（4）大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，短时间内叶绿体中

C5和ATP含量的变化分别为、。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要

目的是通过提高光合作用强度以增加产量。

（2013新课标卷Ⅰ）某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70 %。为探究该植物种子萌

发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分（蒸馏水）、通气等条

件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子（含幼苗）的脂肪含量和干重，结果表明：脂

肪含量逐渐减少，到第11d时减少了90%，干重变化如图所示。

回答下列问题：

（1）为了观察胚乳中的脂肪，常用染液对种子胚乳切片染

色，然后再显微镜下观察，可见色的脂肪微粒。

（2）实验过程中，导致种子干重增加的主要元素是（填“C”、

“N”或“O”）。

（3）实验第11d如果使萌发种子的干重（含幼苗）增加，必须

提供的条件是和。

回答下列问题：

（1）为了观察胚乳中的脂肪，常用染液对种子胚乳切片染色，然后再显微镜下观察，可

见色的脂肪微粒。

（2）实验过程中，导致种子干重增加的主要元素是（填“C”、“N”或“O”）。

（3）实验第11d如果使萌发种子的干重（含幼苗）增加，必须提供的条件是和。

4．种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消

耗同质量的有机物，油料作物种子（如花生）萌发时需氧量比含淀粉多的种子（如水稻）萌

发时的需氧量

A．多B．少C．相等D．无规律

9．下列农业生产措施中，依据的原理与其余各项不同的是

A．水稻育苗过程中，应适时排水，暴露稻田进行晒床

B．栽培甘薯、马铃薯时，应多施钾肥，促进地下部分积累糖类物质