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种子形成与萌发时的物质和能量变化(2016·海南节选)水在植物的生命活动中具有重要作用。
风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。
小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。
请回答下列问题：(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在，风干种子细胞中的水主要是以__________的形式存在。
经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以__________的形式存在。
(2)在阶段Ⅱ中，种子吸水速率________(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ，呼吸速率________(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。
答案(1)结合水自由水(2)小于大于解析(1)风干种子细胞中自由水含量较少，主要以结合水的形式存在。
经阶段Ⅰ吸水后，种子中自由水含量升高，种子中的水主要是以自由水的形式存在。
(2)据图示可知，在阶段Ⅱ中，种子的吸水量没有较大变化，故种子吸水速率小于阶段Ⅰ；而随自由水含量的增加，种子代谢强度大大增加，故呼吸速率大于阶段Ⅰ。
1．种子形成和萌发过程中的物质变化项目种子形成过程种子萌发过程有机物种类可溶性糖→淀粉等；非蛋白质→蛋白质；糖类→脂肪淀粉→葡萄糖；蛋白质→氨基酸；脂肪→甘油＋脂肪酸干重增加减少(油料作物先增加后减少) 激素变化脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少脱落酸降低，赤霉素、生长素逐渐增加2.油料作物种子成熟和萌发过程中细胞呼吸的变化(1)种子成熟时呼吸速率的变化：有机物积累迅速时，呼吸速率加快，但当种子接近成熟时，呼吸速率逐渐减慢。
(2)种子萌发时细胞呼吸方式的变化：在胚根长出前，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗，而当胚根长出后，O2的消耗速率就逐渐高于CO2的释放速率，这说明种子萌发的初期主要进行无氧呼吸，而随后逐渐变为有氧呼吸，且作为呼吸底物的除糖类外，还有脂肪。
1．(2019·全国Ⅲ，4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。
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)。
微专题1：种子成熟及萌发过程中相关物质的转化一、高考真题回顾例1.（2019全国卷III·4）若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。
那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（）A．有机物总量减少，呼吸强度增强B．有机物总量增加，呼吸强度增强C．有机物总量减少，呼吸强度减弱D．有机物总量增加，呼吸强度减弱例2.（2013新课标Ⅰ）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11d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_____________。
例3.（2013山东，节选）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。
例4．（2013全国Ⅱ）已知大麦在萌芽过程中可以产生ɑ-淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生ɑ-淀粉酶。
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)。
种子的类型和结构1.根据种子成熟时是否有胚乳,将种子分成两类:一种是有胚乳的,称为有胚乳种子(由种皮、胚和胚乳三部分组成);另一种是无胚乳的,称为无胚乳种子(由种皮和胚两部分组成)。
2.根据种子中含量多的有机物的不同,将种子分成三类:一种是淀粉种子,一种是油料种子,一种是蛋白质种子。
类型一种子成熟时的物质变化及储藏条件1.种子成熟时的物质变化可溶性糖合成淀粉,转化为脂肪等,干重增加;自由水减少;脱落酸增加,赤霉素减少。
2.种子储藏的条件最适条件是干燥、低温和低氧。
如果湿度大,温度高,种子内储藏的有机养料将会通过种子的呼吸作用而大量消耗。
完全干燥的种子是不利于储藏的,因为这样会使种子的生命活动完全停止,所以,一般种子在储藏时,含水量有一个安全系数。
对于储藏种子的仓库必须保持干燥通风,使种子呼吸时产生的热量和水分及时散失。
1 [2018·全国卷Ⅱ]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[拓展] 种子入库保存前需要经过风干处理,而蔬菜、水果保存的环境条件是。
种子在风干成熟过程中(植物激素)的含量会逐渐上升,从而达到抑制种子萌发的效果;在种子萌发过程中该激素含量会逐渐下降,而(植物激素)的含量会逐渐上升。
同时绝大多数种子萌发早期有机物的重量(干重)会,直到时,干重才开始上升。
但对于某些油料种子,在萌发早期干重会,导致这一结果的主要元素是(填“C”“N”或“O”)。
某植物的光合作用明显大于其他植物,但是籽实产量并不高的原因是。
2 种子贮存时可采取密封保存或低温保存的方法。
下列分析中不正确的是()A.密封保存和低温保存都能抑制种子内有机物的分解B.密封保存可造成种子细胞缺氧,抑制有氧呼吸C.低温保存能降低种子细胞内酶的活性D.密封保存能避免由水分过分蒸发导致的种子细胞失活类型二种子萌发时的物质变化及萌发条件1.种子萌发的必要条件:胚是有生命力的,一定的氧气,适宜的温度,充足的水分。
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)。
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)。
种子萌发与成熟过程相关物质和生理过程的变化3页
1.萌发条件
(1)外部因素：适宜的温度、水分和充足的氧气等。
(2)内部因素：具有活性的胚。
2.物质变化
(1)水分的变化：种子吸水使自由水增多，代谢增强。
(2)有机物种类的变化
①种子成熟过程中：可溶性糖→淀粉；非蛋白质→蛋白质；糖类→脂肪等。
(小分子有机物合成大分子有机物，以便于储存)
②种子萌发过程中：淀粉→葡萄糖：蛋白质→氨基酸：脂肪→脂肪酸+甘油。
(3)激素的变化：种子形成时，脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少：种子萌发时，脱落酸下降，赤霉素、生长素逐渐增加。
3.种子萌发耗氧量
油料作物种子含脂肪多，脂肪含氢相对多，有氧呼吸脱下来的[H]消耗O₂多，所以同样质量的油料作物种子和非油料作物种子相比，前者耗氧量多。
种子(果实)成熟或萌发小专题种子的成熟和萌发过程是植物生长发育中的重要环节。
在果实成熟过程中，生长素影响果实发育，而乙烯则促进果实成熟。
同时，淀粉会水解成可溶性糖，果胶层被水解，花青素增多，导致果实变甜、变软、变红或变黄。
在种子成熟过程中，赤霉素含量降低，脱落酸含量升高，种子休眠时脱落酸比例上升。
种子萌发是种子发育成为幼苗的过程，其中细胞数目增加，有细胞的增殖、生长和分化，也存在细胞衰老和凋亡过程。
种子萌发需要能量，主要来源于细胞呼吸，而葡萄糖、氨基酸等小分子有机物则是细胞分裂、生长和分化的原料。
种子干重的变化先略有所增加，后下降，再增加。
种子萌发需要适宜的温度、充足的氧气和波长适宜的光照，同时需要大量吸收水分进行大分子有机物的水解。
这些过程中，有机物的含量即干重减少，鲜重增加，有机物的种类增多。
7）种子萌发的过程中，先进行无氧呼吸，后转变为有氧呼吸。
同时，种子吸收水分，以自由水的形式存在于种子细胞内，从而促进代谢的加强。
8）种子吸水的过程分为三个阶段。
第一阶段是吸胀吸水阶段，第二阶段是吸水停止阶段，第三阶段是主要进行渗透吸水的阶段。
这个过程在胚根长出后开始。
9）在种子的物质转化过程中，淀粉经过淀粉酶的作用水解为麦芽糖，然后再经过麦芽糖酶的作用转变为葡萄糖。
脂肪则先在脂肪酶的作用下水解成甘油和脂肪酸，甘油在酶的催化下转化为葡萄糖、蔗糖等，脂肪酸则转化为蔗糖。
蛋白质在酶的作用下产生氨基酸，用于新器官中蛋白质的合成。
2.对应练1.无法确定正确答案，因为题目未给出检测的有机物种类。
2.在油菜种子形成过程中，脂肪水解酶的活性很高，因此可溶性糖更多地转变为脂肪，导致种子需要的氮元素增加。
在干重相等的可溶性糖和脂肪中，脂肪中储存的能量多于糖。
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。
3.表示淀粉变化的是曲线a，检测该物质可用碘液。
4.从图中可以看出，在12~24小时期间，细胞呼吸的主要场所是线粒体。
