种子萌发有“套路”

在适宜的条件下，种子浸于水中或落到潮湿的土壤中，其内的亲水性物质便吸引水分子，使种子体积迅速增大。吸胀开始时吸水较快，以后逐渐减慢。吸胀的结果使种皮变软或破裂，种皮对气体等的通透性增加，萌发开始。各种酶开始活化，子叶或胚乳里的营养物质在酶的催化下转变为水溶性物质，转运给胚根、胚轴和胚芽。此时，细胞呼吸特别旺盛（既有有氧呼吸又有无氧呼吸），有机物的种类大增，干重一般减少（有些情况会增加，后文将有举例），鲜重增加。当胚根突破种皮，胚体迅速增大时又再次急剧地吸水，此时为渗透吸水的生理过程。种子萌发成幼苗后，植株便可开始通过光合作用制造有机物，开始积累有机物后使干重逐渐增加，进人营养生长阶段，进而进人生殖生长阶段。 [时间/h][干重/mg・粒-1][ O][24 48 72 96 120][250

200

150

100][胚乳][萌发种子][221.3][205.9][205.3][204.2][177.7][172.7][161.7][118.1][174.9][183.8][198.7]

例1 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 。

解析 本题以种子萌发为载体，考察了种子萌发过程中有机物的水解，有机物之间的相互转化，植物细胞呼吸速率的测定，考查识图和分析问题的能力。

（1）淀粉的基本组成单位是葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解为生命活动的供能；（2）呼吸速率最大时段消耗有机物最多，种子的干重下降速度最大。无需计算各时段的数据进行比较，只需瞧一瞧曲线形状的变化趋势。种子呼吸速率最大的时段就是“萌发种子”干重变化曲线下降幅度最大时的时段，故在72-96小时种子呼吸消耗的有机物最多，为204.2-177.7=26.5 mg・粒-1・d-1；（3）子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量。因此，某时段内，胚乳的部分营养物质转化成幼苗组成物质的转化量=胚乳干重的减少量-此时种子干重的减少量（呼吸消耗量）。胚乳的部分营养物质转化成幼苗组成物质之转化率最大的时段，就是两条曲线所成夹角最大时对应的时段，故96-120小时为（118.1-91.1）-（177.7-172.7）=22mg，最大转化速率为22mg；（4）萌发种子干重的增加依赖于光合作用超过呼吸作用，需要一定时间、一定强度的光照。而题意保持实验条件不变（玉米种子至于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发），由于没有光照，萌发种子不能进行光合作用，但是有呼吸作用，随种子有机物的消耗，种子呼吸速率逐渐减慢，干重变化趋势越来越小。

答案 （1）葡萄糖，呼吸 （2）72-96 26.5 （3）22 （4）下降 幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用

例2 某油料植物的种子中脂肪含盘为种子千重的70%。为探究该植物种子萌发过程中于重及脂肪含最的变化，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，定期检测萌发种子（含幼苗）的脂肪含公和干重。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。

[时间/d][2 4 6 8 10][44

42

40

38

36][100粒种子干重/%][O]

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 脂肪颗粒.

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

（3）实验第11d后，如果要使萌发种子（含幼苗）的千重增加，必须提供的条件是 和 。

解析 以种子萌发为背景，考查种子萌发过程中物质的变化，实验生物组织中化合物的检测、有机物的相互转化、光合作用影响因素等相关知识重点，考查了植物代谢的基本知识。

（1）欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹III（或苏丹IV）染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄（或红）色的脂肪颗粒。

（2）前文中提到，种子萌发开始阶段，细胞呼吸旺盛，干重一般减少，而由该题图可看出，种子的干重先增加后减少，在6-8d时最大。又从题干中可获知该油料植物的种子中脂肪占干重的70%。在种子萌发的过程中，脂肪含量逐渐减少，而前面一段时间干重却逐渐增加，可能的原因有脂肪转化为糖类、水参与种子中物质代谢以及成为结合水等。由于脂肪与糖类相比，其碳氢比例高，当脂肪转化为糖类时，O元素增加，水中含量最多的元素也是O。

（3）实验第11d时，脂肪减少了90%，种子干重的增加不再来源于脂肪的转化，那就只能来源于光合作用。由于种子处于黑暗环境，并且提供的是蒸馏水，因而欲完成光合作用必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。

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

练习答案

1. 番茄种子播种在苗床上，在适宜的条件下，第6天子叶展开，第9天幼叶出现。研究人员从种子到幼苗形成期间每天测定其干重，并绘制成曲线。下面四个曲线图中，正确的是（ ）

[3 6 9][天数][O][干重（mg/株）] [3 6 9][天数][O][干重（mg/株）] [3 6 9][天数][O][干重（mg/株）] [3 6 9][天数][O][干重（mg/株）] [A B C D]

2. 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ATP合成停止

D.叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多

[胚乳][糊粉层][淀粉][蛋白酶][葡萄糖][α-淀粉酶][β-淀粉酶][（活化）][β-淀粉酶（钝化）][胚][GA]3. 大麦种子萌发时，胚产生的赤霉素（GA）转运到糊粉层后，诱导相关酶的合成进而调节相关的代谢过程，促进种子萌发。如下图所示，请回答：

（1）种子萌发时，胚乳中葡萄糖的含量先增加后减少。葡萄糖先增加的原因是 ；后减少的原因是葡萄糖转运至胚后，一方面用于 的消耗，另一方面是用于 ，从而构建新的细胞。

（2）[β]-淀粉酶在由钝化到活化过程中，其组成的氨基酸数目将 ，理由是 。

（3）为研究淀粉酶的来源，研究者为萌发的种子提供14C标记的氨基酸，结果发现[α]-淀粉酶有放射性，而[β]-淀粉酶都没有放射性。这表明 。

（4）若要验证糊粉层是合成[α]-淀粉酶的场所，可选取 的去胚大麦种子，用 处理，检测是否产生[α]-淀粉酶。

练习答案

1. A 2. B

3. （1）淀粉水解 细胞呼吸 合成有机物 （2）减少 β-淀粉酶的活化是在蛋白酶的作用下完成的，水解掉了部分氨基酸 （3）α-淀粉酶是种子萌发过程中新合成的，而β-淀粉酶是种子中已存在的 （4）有糊粉层和无糊粉层 等量适宜浓度的赤霉素溶液