种子萌发过程中的物质变化

[必备知识]1.种子与“水”2.种子与有机物及检测3.种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线分析在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升，胚根长出之前，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，在种子吸水的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。

(可产生有毒物质酒精)4.种子与植物激素[高考例证]1.(2018·全国卷Ⅱ，4)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。

与风干前相比，下列说法错误的是()A.风干种子中有机物的消耗减慢B.风干种子上微生物不易生长繁殖C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高D.风干种子中结合水与自由水的比值大解析风干种子中自由水含量减少，细胞呼吸强度降低，有机物消耗减慢，A正确、C错误；风干种子中自由水含量减少，其上微生物不易生长繁殖，B正确；风干种子中自由水含量减少，其结合水与自由水的比值较风干前大，D正确。

答案 C2.(2013·全国卷Ⅰ，29)某油料植物的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含量的变化，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11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和__________________。

答案(1)苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)橘黄(红)(2)O(3)光照所需的矿质元素离子3.(2012·全国卷)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。

种子萌发中的物质变化1．种子与“水”2．种子与有机物及检测3．种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线分析在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升，胚根长出之前，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，在种子吸水的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。

(可产生有毒物质酒精)4．种子与植物激素【典例】(2019·江苏卷)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。

材料用具：玉米籽粒，斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。

请回答下列问题：(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入________试剂，比较颜色变化。

该实验需要选用的器具有________(填序号)。

①试管②滴管③量筒④酒精灯⑤显微镜(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。

结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。

由此可得出的结论是_____________________________________________________。

(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示)，40℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色变化。

请继续以下分析：①设置试管1作为对照，其主要目的是__________。

②试管2中应加入的X是________的提取液。

③预测试管3中的颜色变化是________。

若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)，则最可能的原因是________。

种子萌发知识点总结一、种子的结构1. 种皮：种子的外层，起保护作用，保护种子免受外界环境的影响；2. 胚乳：种子内的主要储藏组织，含有大量的养分，为幼苗生长提供所需的能量和营养物质；3. 胚轴：包括胚、胚芽和胚根等，是种子在萌发时生长的主要部位；4. 胚乳和种子芽：在萌发的过程中，胚乳中的养分被利用，胚芽和胚根开始生长。

二、种子萌发的条件1. 合适的温度：种子萌发时需要一定的温度条件，不同植物对温度的要求也有所不同，一般在适宜的温度下，种子的萌发率和速度都会增加；2. 适当的湿度：种子在萌发时需要充分的水分，但是过高或者过低的湿度都会导致种子的萌发受阻；3. 适度的通气：种子萌发时需要氧气，通气不良会影响种子的萌发；4. 合适的光照：有些植物的种子萌发受到光照的影响，合适的光照条件能够促进种子的萌发。

三、种子萌发的过程1. 吸水膨胀：种子在接触到水分后，吸收水分膨胀，种子的体积增大，加快了种子内部化学反应的速度；2. 发芽出芽：胚芽和胚根开始生长，胚芽向上生长形成幼苗，胚根向下生长形成根系；3. 萌发过程中的生理和生化变化：种子中的淀粉转化为葡萄糖、蛋白质分解成氨基酸等，为幼苗提供能量和营养物质；4. 种子的萌发速度和率：受环境条件和遗传因素等多种因素的影响，不同种子的萌发速度和率也会有所不同。

四、种子萌发的影响因素1. 外界环境条件：温度、湿度、光照等外界环境条件对种子萌发有直接的影响；2. 种子的遗传因素：不同植物的种子对外界环境条件的适应能力有所不同，遗传因素在种子萌发中也起着重要的作用；3. 种子的储藏条件：种子的储藏条件会影响种子的质量和萌发率，不良的储藏条件会导致种子的质量下降和萌发受阻。

五、种子萌发的应用意义1. 农业生产中的播种和育苗：了解种子萌发的机理和影响因素，可以为农业生产提供科学的播种和育苗技术支持；2. 森林和草原的恢复重建：种子的萌发是植物的再生过程中的关键环节，了解种子萌发的机理，可以为森林和草原的恢复和重建提供科学的技术支持；3. 生态环境修复和改善：种子萌发对生态环境的修复和改善起着重要的作用，深入了解种子萌发的机理，可以为生态环境的修复和改善提供科学的支持。

拓展微课1 探究“种子形成与萌发”过程中的变化一、种子的类型及萌发时的物质变化◆拓展梳理1.种子的类型和结构(1)根据种子成熟时是否有胚乳①有胚乳种子(由种皮、胚和胚乳组成)。

②无胚乳种子(由种皮和胚组成)。

(2)根据种子中含量多的有机物不同淀粉种子:如玉米、小麦、水稻等。

油料种子:如花生、油菜、向日葵等。

蛋白质种子:如大豆等。

2.种子萌发时的条件与物质变化(1)必要条件:有生活力的胚、一定的氧气、适宜的温度、充足的水分。

(2)种子萌发时的吸水过程①阶段Ⅰ:吸胀期,干种子迅速吸水,方式是吸胀吸水,靠的是种子内的亲水性物质,不同物质亲水性的大小关系为:蛋白质>淀粉>脂肪。

②阶段Ⅱ:吸水停滞期,因为亲水性物质吸水达到饱和,而大液泡未形成,所以吸水缓慢或趋于停止。

③阶段Ⅲ:重新快速吸水,原因是根的形成,主要以渗透吸水为主。

(3)种子萌发时有机物种类的变化淀粉先水解为麦芽糖,再水解为葡萄糖,脂肪水解为甘油和脂肪酸,干重减少(注意:油料作物干重先增加后减少),有机物的种类在萌发过程中增加。

(4)激素的变化:脱落酸含量减少,赤霉素含量增加。

◆拓展微练1.(四川棠湖中学开学考)小麦种子用蒸馏水浸泡,其萌发初期,代谢加强、质量增加。

下列相关叙述正确的是( ) A.自由水含量增加,淀粉水解,质量增加B.吸收N、P等元素,为种子萌发做准备C.光合速率大于呼吸速率导致其质量增加D.脱落酸含量增加,诱导淀粉酶基因表达答案 A 浸泡在蒸馏水中的种子从外界吸收水分,使细胞内自由水含量增加,代谢增强,淀粉水解,质量增加,A正确;蒸馏水不含矿质元素,所以种子不能从外界溶液吸收N、P等元素,B错误;种子只进行细胞呼吸,不进行光合作用,C错误;脱落酸具有促进叶和果实的衰老和脱落的作用,种子萌发初期,脱落酸含量减少,D错误。

2.(广东佛山顺德四模)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图。

下列说法错误的是( )A.阶段Ⅰ中种子细胞的结合水/自由水的值下降B.阶段Ⅱ中胚细胞合成有解除休眠作用的赤霉素逐渐增多C.阶段Ⅰ中种子细胞有机物总质量变多而鲜重增加D.阶段Ⅲ后根向地生长的原因是生长素分布不均答案 C 阶段Ⅰ中种子吸水,水进入干种子胚细胞,使种子细胞的自由水含量上升,因此结合水/自由水的值下降,A正确;阶段Ⅱ中胚细胞合成,赤霉素逐渐增多,促进种子萌发,B正确;阶段Ⅰ中种子细胞通过呼吸作用不断消耗有机物,而此时不能通过光合作用制造有机物,因此有机物总质量变少,但此时鲜重因吸胀吸水而增加,C错误;阶段Ⅲ后根向地生长及茎背地生长的原因都是生长素分布不均,D正确。

种子萌发过程中的六变化
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）含磷化合物等有机物种类的变化
种子中最多的贮磷物质是肌醇六磷酸 (又称植酸或非丁)。

种子萌发时，植酸盐水解为肌醇和磷酸。

（六）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。

1.小麦种子发育、成熟、储存和萌发过程示意图，该过程中细胞含水量、分裂、分化程度、大分子化合物的合成和分解等都发生了一系列变化，下列有关说法错误的是( )胚珠――→①幼嫩种子――→②成熟种子――→③储存――→④萌发A.还原糖增多的阶段是②③B.自由水与结合水的比值较高的阶段是①④C.③阶段中若种子晾晒不彻底，则储存过程中容易发生霉变D.DNA 合成活跃的阶段为①④解析 图中①阶段表示由胚珠发育为幼嫩种子，该阶段细胞分裂和代谢旺盛； ②阶段种子由幼嫩到成熟，较①阶段代谢缓慢、细胞含水量下降；③阶段要经过晾晒，细胞大量失水；④阶段需大量吸水才能使种子由休眠状态转化为细胞分裂和代谢旺盛的萌发状态。

所以①④阶段细胞分裂和代谢旺盛，自由水与结合水的比值高，②阶段种子成熟过程中还原糖大量转化为淀粉，A 错误、B 正确；种子晾晒不彻底，含水量较高，易滋生霉菌而导致种子霉变，C 正确；①④阶段大多数细胞处于连续分裂状态，分裂间期主要发生DNA 复制，D 正确。

答案 A2.下图1、图2表示小麦开花数天后测定种子中几种物质的变化，请据图分析并回答下列问题：(1)构成小麦植株的细胞中含量最多的化合物是________，种子成熟后期，含水量________(填“上升”或“下降”)，结合水/自由水的比例________(填“上升”或“下降”)，进而改变干物质的量，干重的变化主要与________元素密切相关。

(2)小麦成熟过程中糖类物质之间可以发生转化，________含量增多，用________试剂检测还原糖的量，还原糖的多少可通过________________________来判断。

答案(1)水下降上升碳(2)淀粉斐林砖红色沉淀的多少(或砖红色颜色的深浅)3.甲、乙两图分别表示某植物种子在吸水萌发过程中重量(干重与鲜重)、O2和CO2的变化示意图(注：底物只考虑葡萄糖)。

据图回答下列问题：(1)图甲表示萌发种子干重变化的曲线是________(填“①”或“②”)。

拓展延伸综合点1种子萌发过程中有机物的变化应用概述从种子萌发到幼苗生长、再到获得髙产，是一个植物生长的连续的动态过程。

此过程涉及种子萌发的条件、萌发的过程、幼苗的移栽、传粉及光合作用、蒸腾作用和根的 吸收作用等一系列的知识点，综合考查学生对被子植物的一生的认识。

【例1］下列哪项能正确表示菜豆种子在萌发成幼苗过程中体内有机物含量的变化情 况？( )解析：本题考查种子萌发过程中有机物含量的变化情况。

种子萌发过程中，呼吸作用旺 盛，消耗大量的有机物，为种子萌发提供能量，使萌发的种子有机物的含量减少。

当幼苗出 土后，叶片开始进行光合作用制造有机物，有机物含量开始增加。

因此，在种子萌发成幼苗 的过程中，有机物的含董是先下降后上升的。

答案：A规律总结种子萌发过程中其重量增加工种子内有机物的含量增加种子萌发过程中，子叶或胚乳中含有的有机物不断被分解转运给胚根、胚芽和胚轴，逐 渐减少。

种子萌发过程中重量不斷增加的原因是种子萌发吸收大量的水。

当长出幼苗后，幼 苗进行光合作用时，有机物的量才开始增加。

迁移训练（2） 在能萌发的几粒种子中，在满足了外界条件的情况下，有一粒种子并没有萌发，呵冋 阿间C D(1)这四粒种子中，在外界条件满足时，能够萌发的是 ____________________ •你的理由是你推测没有萌发的原因可能是_______________________________ 「（3）_________________________________________________________________ 由此实验可知，种子萌发的自身条件是______________________________________________________ u （4）图中能够萌发的种子在长成幼苗后，与无损的正常种子荫发成的幼苗相比，植株显得瘦弱镂小，这是_______ 受损后，导致____________ 减少的缘故。