高三生物第二轮复习 种子成熟过程及萌发过程中相关物质的转化

种子成熟过程及萌发过程中相关物质的转化

例1(经典高考题)如图表示油菜种子在成熟过程中种子质量和有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述不正确的是()

A．大量糖类输入并参与代谢，导致种子质量不断增加

B．细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低

C．糖类不断转化为脂质，导致脂质含量持续增加

D．糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变

答案 D

解析分析图像可以看出，油菜种子在成熟的过程中，可溶性糖和淀粉含量都减少，而脂肪的含量及种子的总质量迅速增加，有机物主要以脂肪的形式储存在油菜种子中，可见大量的糖类输入主要参与脂肪的合成，细胞代谢过程中，大量糖类转化为脂质是淀粉含量降低的主要原因，A、B、C项正确；含氮物质含量在种子成熟过程中基本保持稳定，可知细胞代谢过程中蛋白质的消耗与合成保持平衡，D项错误。

例2(2013·全国Ⅰ，29)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11 d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，然后在显微镜下观察，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11 d如果使萌发种子的干重(含幼苗)增加，必须提供的条件是____________和

_________________________________________________________________________。

答案(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)橘黄(或红)(2)O (3)光照所需的矿质元素离子

解析(1)根据检测生物组织中的脂肪实验可知，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色(或红色)。(2)由题图可知，种子萌发过程中，干重先增加，这是由于萌发过程中脂肪转化为糖类，二者相比较，氧元素的含量增加。(3)第11 d时，种子已萌发成幼苗，如果要使萌发的种子干重增加，需要萌发的种子进行光合作用。影响光合作用的因素有光照、水、CO2浓度、所需的矿质元素离子等，依据题意，必须要提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。

1．种子萌发的过程中发生了哪些生理变化呢？

(1)种子的萌发是种子发育成为幼苗的过程，这一过程细胞数目增加，因此有细胞的增殖(可以判断为有丝分裂)；细胞分裂后伴随着细胞的生长；根、芽等结构的不同细胞需要细胞分化形成。即种子萌发的过程中发生了细胞的分裂、生长与分化，也存在细胞衰老和凋亡过程。

(2)细胞的分裂、生长与分化需要能量，能量来源于细胞呼吸。但细胞呼吸的主要原料是葡萄糖，而种子中的糖类的储备形式是淀粉，因此淀粉必然需要水解成葡萄糖。细胞的分裂、生长与分化也需要葡萄糖、氨基酸等小分子有机物为原料，这些原料一方面来自于种子中储存的大分子有机物的水解，另一方面来自于细胞呼吸产生的中间产物。即种子萌发的过程中细胞内进行着大分子物质的水解以及细胞呼吸等生理过程。该过程有机物的含量即干重减少，鲜重增加，有机物的种类增多。

(3)种子萌发时首先必须进行大分子有机物的水解，这需要种子吸收大量的水分；还需要适宜的温度保证酶的催化活性；充足的氧气为有氧呼吸提供保障；部分种子萌发需要一定波长的光照处理，提高萌发率，这利用了信息传递中的物理信息，体现了信息传递在调节生命活动中的作用。

(4)种子萌发先以无氧呼吸为主，后以有氧呼吸为主，吸收水进入种子细胞内以自由水的形式存在，使代谢加强。

2．果实和种子在成熟过程中发生了哪些生理变化呢？

(1)影响果实发育的激素——生长素；促进果实成熟的激素——乙烯。

(2)果实变甜：淀粉水解成可溶性糖。

(3)果实变软：植物细胞之间的果胶层被水解，类似于解离后的状态。

(4)果实变红或变黄：液泡中花青素增多造成的。

(5)种子成熟与种子萌发是相反的物质转化过程，可溶性糖与淀粉或糖与脂质、蛋白质的转化过程。

(6)种子晒干过程中自由水大量减少，细胞呼吸明显降低，在低温、高CO2、低O2条件下干

燥入库贮存；且干种子不能做质壁分离的实验材料。

(7)种子成熟过程中激素的相应变化：赤霉素含量降低，脱落酸含量升高。

3．种子萌发相关曲线

注：2CO Q 表示单位时间CO 2释放量，2O Q 表示单位时间O 2吸收量。

1．下图是油菜种子在发育和萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )

A ．种子形成过程中，脂肪水解酶的活性很高

B ．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的氮元素增加

C ．干重相等的可溶性糖和脂肪中，脂肪中储存的能量多于糖

D ．种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接能源物质 答案 C

解析 种子形成过程中，脂肪含量越来越多，可以推断其脂肪水解酶活性不可能很高；该过程中，可溶性糖转变为脂肪，但由于脂肪元素组成中没有氮元素，因而种子需要的氮很少；种子生命活动所需的直接能源物质是A TP 。

2.在小麦种子萌发的过程中，淀粉和麦芽糖含量的变化如图所示。下列有关说法正确的是

( )

A ．表示麦芽糖变化的是曲线a ，检测该物质可用双缩脲试剂

B ．表示麦芽糖变化的是曲线a ，检测该物质可用斐林试剂

C ．表示淀粉变化的是曲线a ，检测该物质可用双缩脲试剂

D．表示淀粉变化的是曲线a，检测该物质可用碘液

答案 B

解析小麦种子的主要成分是淀粉，在小麦种子萌发过程中，淀粉逐渐分解生成麦芽糖，故a表示麦芽糖的变化，b表示淀粉的变化。麦芽糖是可溶性还原糖，可用斐林试剂检测。3．(高考改编题)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是()

A．在12～24 h期间，细胞呼吸的主要场所是线粒体

B．从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会增加

C．胚根长出后，萌发种子的有氧呼吸速率明显升高

D．由图可确定种子萌发时细胞呼吸消耗的有机物是葡萄糖

答案 C

解析胚根长出前，种子主要进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所为细胞质基质；从第12 h到胚根长出期间，种子只能进行细胞呼吸不能进行光合作用，因此萌发种子的干物质总量减少；胚根长出后，种皮破裂，随O2进入，种子以有氧呼吸为主；48 h后，O2吸收速率大于CO2释放速率，说明呼吸底物不只有葡萄糖。

4．(2013·山东，25)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与释放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