Percambahan biji benih

Di mana ia berlaku

Percambahan bermula di dalam biji benih sebaik sahaja keadaan sesuai, dan memerlukan tiga syarat utama: air, oksigen, dan suhu yang sesuai untuk aktiviti enzim.

Bahagian biji benih penting untuk jawapan. Di dalam kulit biji (testa) terdapat embrio, yang terdiri daripada radikel, plumul dan satu atau dua kotiledon.

Dalam dikot seperti kacang hijau, kotiledon itu sendiri menyimpan makanan; dalam monokot seperti jagung, simpanan itu ialah endosperma berasingan dan satu-satunya kotiledon bertindak sebagai organ penyerap. Mikropil, liang kecil pada testa, ialah tempat air mula masuk.

Aktiviti enzim, dan oleh itu percambahan, berlaku dalam simpanan makanan dan di hujung radikel dan plumul yang sedang tumbuh.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk: air, masuk melalui mikropil, untuk membengkakkan biji benih dan mengaktifkan enzim.
• Bahan masuk: oksigen, meresap melalui testa yang melembut untuk respirasi aerobik dalam embrio.
• Bahan masuk: suhu yang sesuai, supaya enzim hidrolisis dan respirasi berfungsi pada kadar berguna.
• Bahan masuk: makanan simpanan, kanji, protein dan lipid, dalam kotiledon atau endosperma.
• Hasil: hasil larut (glukosa, asid amino, asid lemak dan gliserol) yang digunakan untuk membina sel baharu dan membebaskan tenaga.
• Hasil: karbon dioksida, air dan haba daripada respirasi, serta anak benih dengan akar dan pucuk yang bersedia berfotosintesis.

Langkah-langkahnya

1. Biji benih menyerap air melalui mikropil (imbibisi); testa melembut dan biji benih membengkak.
2. Air mengaktifkan enzim hidrolisis yang tersimpan dalam biji benih, dan embrio mula membebaskan giberelin, yang merangsang penghasilan lebih banyak enzim seperti amilase.
3. Amilase menghidrolisiskan kanji kepada maltosa dan kemudian glukosa; protease memecahkan protein kepada asid amino; lipase memecahkan lipid kepada asid lemak dan gliserol.
4. Hasil larut meresap atau diangkut daripada simpanan makanan ke embrio.
5. Embrio merespirasikan glukosa secara aerobik, menggunakan oksigen yang masuk ke dalam biji benih, untuk membebaskan tenaga sebagai ATP.
6. ATP dan asid amino memacu pembahagian dan pemanjangan sel; embrio yang membengkak memecahkan testa.
7. Radikel muncul dahulu dan tumbuh ke bawah (geotropisme positif) untuk menambatkan anak benih dan menyerap air.
8. Plumul kemudian muncul dan tumbuh ke atas; sebaik sahaja daun pertamanya terbuka dan menghijau, fotosintesis bermula dan anak benih menjadi berdikari.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Percambahan mewujudkan pokok baharu yang berdikari daripada simpanan makanan yang terkandung dalam biji benih. Sebaik sahaja plumul mencapai cahaya dan membuka daun pertamanya, anak benih dapat memulakan fotosintesis dan tidak lagi bergantung sepenuhnya pada makanan yang tersimpan dalam biji benih atau kotiledon.

Kawalan datang daripada persekitaran dan hormon biji benih itu sendiri. Sehingga air tersedia, biji benih kekal dorman dengan aktiviti metabolisme yang sangat rendah, yang membolehkannya bertahan pada musim kering.

Sebaik sahaja air masuk, giberelin daripada embrio menghidupkan penghasilan enzim manakala hormon dormansi, asid absisik, dipecahkan. Suhu menetapkan kelajuan: terlalu sejuk, enzim berfungsi perlahan; terlalu panas, enzim ternyahasli.

Biji benih yang tertanam terlalu dalam, atau dalam tanah yang tepu air, kekurangan oksigen dan gagal bercambah walaupun hangat dan lembap, satu soalan inferens yang lazim.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta menyenaraikan dan menerangkan syarat yang diperlukan untuk percambahan, menerangkan cara kanji simpanan digerakkan semasa percambahan, atau menerangkan turutan kemunculan radikel dan plumul serta sebabnya.

Amali piawai menggunakan 4 tabung uji berisi biji benih di atas kapas lembap: satu dengan semua syarat, satu dikekalkan kering, satu dengan air yang telah dididihkan dan disejukkan di bawah lapisan minyak untuk menyingkirkan oksigen, dan satu diletakkan dalam peti sejuk. Hanya tabung pertama bercambah, dan setiap tabung lain mengasingkan satu syarat.

Soalan meminta anda menamakan kawalan, mengenal pasti pemboleh ubah dimanipulasi dalam setiap tabung, dan menerangkan keputusannya. Soalan graf yang berkaitan menjejak jisim kering biji benih yang bercambah: ia jatuh pada mulanya, kerana makanan simpanan direspirasikan, dan naik semula hanya selepas daun mula berfotosintesis.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Seorang murid menyediakan empat tabung uji, setiap satu mengandungi 10 biji kacang hijau di atas kapas. Tabung 1: kapas lembap, suhu bilik.

Tabung 2: kapas kering, suhu bilik. Tabung 3: biji benih di bawah air yang telah dididihkan dan disejukkan, ditutup dengan lapisan minyak, suhu bilik.

Tabung 4: kapas lembap, disimpan dalam peti sejuk. Selepas 5 hari, hanya biji benih dalam tabung 1 bercambah.

(a) Nyatakan tujuan tabung 1. (b) Terangkan mengapa biji benih dalam tabung 3 tidak bercambah.

(c) Terangkan mengapa biji benih dalam tabung 4 tidak bercambah. (d) Huraikan bagaimana jisim kering satu biji benih dalam tabung 1 berubah sepanjang 10 hari pertama, dan terangkan sebabnya.

Jawapan model. (a) Tabung 1 ialah kawalan: ia membekalkan ketiga-tiga syarat supaya tabung lain dapat dibandingkan dengannya. (b) Pendidihan menyingkirkan oksigen terlarut, dan lapisan minyak menghalang oksigen masuk semula.

Tanpa oksigen embrio tidak dapat menjalankan respirasi aerobik, jadi tiada tenaga dibebaskan untuk pertumbuhan. (c) Suhu rendah bermakna enzim seperti amilase tidak aktif atau berfungsi sangat perlahan, jadi kanji simpanan tidak dihidrolisiskan kepada glukosa dan embrio tiada makanan untuk respirasi.

(d) Jisim kering berkurang pada mulanya kerana makanan simpanan direspirasikan dan dibebaskan sebagai karbon dioksida dan air; selepas daun plumul terbuka, fotosintesis membuat bahan organik baharu dan jisim kering meningkat.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim