一、種子的結構
根據種子成熟時是否有胚乳,將種子分成兩類:
1.有胚乳種子:由種皮、胚和胚乳三部分組成。這類種子在種子萌發的前期所需要的營養物質主要來自於胚乳,如小麥、水稻、玉米。
2.無胚乳種子:由種皮和胚兩部分組成。這類種子萌發的前期所需要的營養物質主要來自於子葉,如花生、黃豆、向日葵。
二、種子成熟時的物質變化以及儲藏條件
1.物質變化
可溶性糖合成澱粉,轉化為脂肪等,乾重增加,自由水減少。
2.種子儲藏的最適條件
乾燥、低溫和低氧。
說明:(1)如果溼度大,溫度高,種子內儲藏的有機養料將會通過種子的呼吸作用而大量消耗。完全乾燥的種子也不利於儲藏,因為這樣會使種子的生命活動完全停止,所以,一般種子在儲藏時,含水量有一個安全係數。
(2)儲藏種子的倉庫必須保持乾燥通風,使種子呼吸時產生的熱量和水分及時散失。
1 種子儲藏時可採取密封保存或低溫保存的方法。下列分析中不正確的是 ( )
A.密封保存和低溫保存都能抑制種子內有機物的分解
B.密封保存會導致種子細胞缺氧,抑制有氧呼吸
C.低溫保存能降低種子細胞內酶的活性
D.密封保存能避免水分過分蒸發使種子細胞失活
2 有些作物的種子入庫前需要經過風乾處理。與風乾前相比,下列說法錯誤的是 ( )
A.風乾種子中有機物的消耗減慢
B.風乾種子上微生物不易生長繁殖
C.風乾種子中細胞呼吸作用的強度高
D.風乾種子中結合水與自由水的比值大
三、種子萌發過程中的物質變化及萌發條件
1.種子萌發的必要條件
胚是有生命力的,種子萌發需要一定的氧氣、適宜的溫度、充足的水分。
2.種子萌發的過程
(1)吸水量的變化
風乾的種子只有吸收足夠的水分才能進行旺盛的代謝活動,使胚生長。如圖R1-1為小麥種子萌發過程中吸水量隨時間變化的趨勢圖。
圖R1-1
拓展:圖中所示第Ⅰ階段是吸脹期,幹種子迅速吸水,方式是吸脹吸水,靠的是種子內的親水性物質,親水性的大小關係為蛋白質>澱粉>纖維素。
第Ⅱ階段是吸水停滯期。親水性物質吸水達到飽和,而大液泡未形成,所以吸水緩慢或趨於停止。
第Ⅲ階段是重新迅速吸水期,由於根的形成,吸水主要以滲透作用吸水為主。
(2)物質的變化
①質量的變化:在適宜的條件下,種子開始萌發,此時,種子吸水膨脹,鮮重增加,呼吸作用增強,細胞分裂旺盛,種子內儲存的有機物因被消耗而逐漸減少,直到子葉(或真葉)展開,可以進行光合作用時則開始積累有機物,乾重又開始增加。
圖R1-2
②有機物種類的改變:澱粉先水解為麥芽糖,再水解為葡萄糖;脂肪水解為甘油和脂肪酸,乾重減少(注意:油料作物乾重先增加後減少),有機物的種類在萌發過程中增加。
(3)呼吸方式
種子萌發早期先進行無氧呼吸,然後進入有氧呼吸與無氧呼吸共同進行的時期,但以無氧呼吸為主,當胚根長成為根進入土壤後,可大量吸收土壤中的氧氣,有氧呼吸大大加強,無氧呼吸逐漸降低直至停止。
(4)種子萌發時的代謝類型變化
種子萌發經歷從異養到自養的過程。種子萌發時只能利用種子內儲存的物質,還不能製造足夠的養分,這是異養的過程。當幼苗葉片能進行較旺盛的光合作用,製造充足的有機養料後,才進入自養的過程。
3 [2019·全國卷Ⅲ] 若將n粒玉米種子置於黑暗中使其萌發,得到n株黃化苗。那麼,與萌發前的這n粒幹種子相比,這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現為( )
A.有機物總量減少,呼吸強度增強
B.有機物總量增加,呼吸強度增強
C.有機物總量減少,呼吸強度減弱
D.有機物總量增加,呼吸強度減弱
4 圖R1-3表示油菜種子在成熟過程中種子質量和有機物相對含量的變化趨勢,下列相關敘述不正確的是( )
圖R1-3
A.大量糖類輸入並參與代謝,導致種子質量不斷增加
B.細胞代謝利用大量糖類,導致澱粉含量降低
C.糖類不斷轉化為脂質,導致脂質含量持續增加
D.糖類不轉化為蛋白質,導致含氮物質含量不變
5 圖R1-4為豌豆種子萌發時吸水和呼吸的變化(呼吸商RQ:生物體在同一時間內,釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比或物質的量之比),下列相關分析正確的是 ( )
圖R1-4
A.O~12 h,種子通過胚根的滲透作用迅速吸水
B.O~24 h,種子主要進行無氧呼吸,RQ>1
C.A點時,種子無氧呼吸速率和有氧呼吸速率相等,RQ=1
D.48 h時,種子呼吸作用消耗的底物只有糖類
【歸納提升】 種子中物質成分的鑑定
物質成分
試劑
實驗現象
示例
澱粉
碘液
藍色
玉米種子
脂肪
蘇丹Ⅲ染液
橘黃色
花生種子
蛋白質
雙縮脲試劑
紫色
黃豆種子
四、種子成熟和萌發過程中的激素變化
種子成熟和萌發過程中,有赤黴素、細胞分裂素和脫落酸等多種激素參與,相互協調,共同調節。
6 在種子的形成和萌發過程中,多種植物激素相互作用、共同調節。下列敘述錯誤的是 ( )
A.種子形成的早期,細胞分裂旺盛,胚芽合成IAA相對較多
B.種子形成的後期,合成的脫落酸增多,種子逐漸進入休眠狀態
C.種子萌發的後期,合成細胞分裂素的主要部位是芽
D.種子萌發的過程中,細胞分裂素、IAA和GA等共同調節根、芽、莖的生長
7 脫落酸(ABA)和赤黴素(GA)在種子休眠與萌發的過程中起重要作用。若FUS3基因的表達被促進,則種子中ABA/GA的值增大,使種子進入休眠狀態;若FUS3基因的表達被抑制,則ABA/GA的值減小,促進種子萌發。下列敘述錯誤的是 ( )
A. ABA具有促進種子萌發的作用
B. ABA和GA相互拮抗,共同調節種子的休眠與萌發
C.植物激素的合成過程受到基因的控制
D.植物體內激素的變化可能影響FUS3基因的表達
五、種子與果實的關係
1.從結構上看,被子植物的種子是果實的一部分。
2.從形成過程來看,許多果實的形成離不開種子的作用,因為果實是由子房形成的,而子房的發育需要生長素的刺激作用,生長素來自發育的幼嫩種子。如果在子房的發育過程中破壞了種子的發育,或者是干擾了植物的正常傳粉,不讓胚和胚乳形成,給植物子房塗一定濃度的生長素,子房就會繼續發育,但最後形成的果實沒有種子,因而被稱為無子果實。
8 下列關於植物激素及其類似物在農業生產上的應用,敘述錯誤的是 ( )
A.水稻被赤黴菌侵染後,植株高度和結實率均大幅上升
B.既能防止落花落果,也能疏花疏果,這是生長素生理作用兩重性的表現
C.用適宜濃度的秋水仙素或低溫處理二倍體植物幼苗,均可使染色體數目加倍
D.用適宜濃度的2,4-D處理未受粉的西瓜雌蕊可以得到無子西瓜
9 西瓜是雌雄同株異花植物,果皮深綠條紋對果皮淺綠色為顯性。將果皮淺綠色的四倍體西瓜(aaaa)和果皮深綠條紋的二倍體西瓜(AA)間行種植。待開花後自然傳粉,並收穫四倍體植株上所結的種子甲。第二年,將種子甲與二倍體西瓜間行種植,自然傳粉後,種子甲長成的植株所結的果實(注:果皮由母本的子房壁發育而來) ( )
A.全部為無子西瓜
B.全部為有子西瓜
C.果皮淺綠色的為有子西瓜
D.果皮深綠條紋的為有子西瓜
專題一 細胞的組成與結構
熱點專題一 種子
例1 D [解析] 低溫、低氧條件下,細胞呼吸速率低,有機物分解慢,A正確;密封保存,容器內氧氣濃度低,有氧呼吸速率低,B正確;低溫抑制酶的活性,使細胞呼吸速率減慢,C正確;種子應保存在乾燥的環境中,密封保存的目的不是避免水分過分蒸發,D錯誤。
例2 C [解析] 風乾種子中自由水含量減少,新陳代謝減慢,呼吸作用減弱,A、D項正確,C項錯誤。風乾種子的表面乾燥,微生物不易生長繁殖,B項正確。
例3 A [解析] 將n粒玉米種子置於黑暗中使其萌發,由於玉米種子萌發初期吸水,自由水相對含量增多,細胞代謝旺盛,呼吸強度增強;但此時種子萌發是在黑暗條件下進行的,故幼苗不能進行光合作用,所以有機物總量在逐漸減少。綜上所述,B、C、D項錯誤,A項正確。
例4 D [解析] 種子成熟過程中,有大量的糖類輸入,導致種子的質量不斷增加,A項正確;在這個時期,細胞代謝利用大量糖類,澱粉不斷水解,導致澱粉含量降低,B項正確;油菜種子含有大量脂質,這些脂質是由糖類轉化而來的,C項正確;糖類能轉化為蛋白質,D項錯誤。
例5 B [解析] O~12 h時,種子的胚根還未長出,A錯誤;O~24 h,種子主要進行無氧呼吸,釋放的二氧化碳量多於吸收的氧氣量,所以RQ>1,B正確;A點時,釋放的二氧化碳量等於吸收的氧氣量,所以種子不進行無氧呼吸,只進行有氧呼吸,C錯誤;48 h時,釋放的二氧化碳量少於吸收的氧氣量,所以種子呼吸作用消耗的底物不僅僅是糖類,D錯誤。
例6 C [解析] 種子形成的早期,細胞分裂旺盛,細胞分裂素合成較多,同時胚芽合成IAA也相對較多,A正確;種子形成的後期,合成的脫落酸增多,種子逐漸進入休眠狀態,B正確;種子萌發的後期,合成細胞分裂素的主要部位是根尖,C錯誤;由題幹可知,種子萌發的過程中,細胞分裂素、IAA和GA等共同調節了根、芽、莖的生長,D正確。
例7 A [解析] 由題目信息可知,ABA促進種子休眠;GA促進種子萌發;兩種激素相互拮抗。同時,ABA/GA的值受FUS3基因表達的影響,說明植物激素的合成受基因的控制,植物體內激素的變化可能影響FUS3基因的表達。綜上所述,選A。
例8 A [解析] 水稻被赤黴菌侵染後,植株高度大幅上升,結實率降低,A錯誤;生長素生理作用的兩重性表現在低濃度促進、高濃度抑制,既能防止落花落果,也能疏花疏果,B正確;一定濃度的秋水仙素或低溫處理可以抑制紡錘體的形成,使染色體數目加倍,C正確;用適宜濃度的2,4-D處理未受粉的西瓜雌蕊可以得到無子西瓜,D正確。
例9 C [解析] 根據題意分析,將果皮淺綠色的四倍體西瓜(aaaa)和果皮深綠條紋的二倍體西瓜(AA)間行種植,四倍體植株有可能接受四倍體的花粉,種子甲的基因型為aaaa;也有可能接受二倍體的花粉,種子甲的基因型為Aaa。如果種子甲的基因型是aaaa,接受二倍體AA的花粉後其長成的西瓜果皮的基因型為aaaa,即淺綠色,種子的基因型為Aaa,為有子西瓜;如果種子甲的基因型是Aaa,接受二倍體AA的花粉後,其長成的西瓜果皮的基因型是Aaa,即深綠條紋,而三倍體Aaa形成配子時聯會紊亂不能形成卵細胞,因此形成無子西瓜。根據以上分析可知,後代果皮淺綠色的為有子西瓜,果皮深綠條紋的為無子西瓜,故選C。
