种子萌发

发生的部位

萌发在条件适宜时于种子内部开始，需要三个主要条件：水、氧气，以及适合酶活动的温度。

种子的各部分对作答很重要。种皮内是胚，由胚根、胚芽和一片或两片子叶组成。

在绿豆等双子叶植物中，子叶本身储存食物；在玉米等单子叶植物中，储存的是独立的胚乳，唯一的子叶充当吸收器官。珠孔是种皮上的微小小孔，水最先从这里进入。

酶的活动，也就是萌发，发生在食物储存部位以及胚根与胚芽正在生长的顶端。

输入与输出

• 输入：水，经珠孔进入，使种子膨胀并激活酶。
• 输入：氧气，经软化的种皮扩散进入，供胚进行有氧呼吸。
• 输入：适宜的温度，使水解酶与呼吸酶以有用的速率运作。
• 输入：子叶或胚乳中储存的食物，淀粉、蛋白质与脂质。
• 输出：可溶性产物（葡萄糖、氨基酸、脂肪酸与甘油），用于构建新细胞与释放能量。
• 输出：呼吸作用产生的二氧化碳、水与热，以及一株具有根与芽、准备进行光合作用的幼苗。

步骤

1. 种子经珠孔吸水（吸胀作用）；种皮软化，种子膨胀。
2. 水激活种子内储存的水解酶，胚开始释放赤霉素，刺激产生更多淀粉酶等酶。
3. 淀粉酶把淀粉水解为麦芽糖再到葡萄糖；蛋白酶把蛋白质分解为氨基酸；脂肪酶把脂质分解为脂肪酸与甘油。
4. 可溶性产物由储存部位扩散或运输到胚。
5. 胚利用进入种子的氧气对葡萄糖进行有氧呼吸，以 ATP 形式释放能量。
6. ATP 与氨基酸驱动细胞分裂与伸长；膨胀的胚撑破种皮。
7. 胚根先长出并向下生长（正向地性），固定幼苗并吸收水分。
8. 胚芽随后长出并向上生长；当第一片叶展开并变绿，光合作用开始，幼苗便能独立生存。

为何重要及如何调控

萌发利用种子中储存的食物，建立起一株新的、能独立生存的植物。一旦胚芽接触到光并展开第一片叶子，幼苗便能开始光合作用，不再完全依赖种子或子叶中储存的食物。

调控既来自环境，也来自种子自身的激素。在获得水之前，种子保持休眠，代谢活动极低，这使它能熬过旱季。

水一旦进入，来自胚的赤霉素启动酶的合成，而休眠激素脱落酸则被分解。温度决定节奏：太冷时酶运作缓慢；太热时酶变性。

埋得太深或处于积水土壤中的种子缺氧，即使温暖湿润也不能萌发，这是常见的推断题。

如何考查

你可能被要求列出并解释萌发所需的条件、描述储存的淀粉在萌发过程中如何被动员利用，或解释胚根与胚芽出现的先后顺序及其原因。

标准实验用 4 支盛有种子的试管，种子放在湿棉花上：一支具备全部条件，一支保持干燥，一支把种子浸在煮沸后冷却的水中并覆盖一层油以隔绝氧气，一支放入冰箱。只有第一支试管的种子萌发，其余每支各自分离出一个条件。

题目要求你指出对照组、说出每支试管的操纵变量并解释结果。相关的图像题追踪萌发种子的干重：起初下降，因为储存食物被呼吸消耗，直到叶片开始光合作用后才回升。

常见误解

考试风格例题

题目。一名学生准备了四支试管，每支放 10 粒绿豆种子于棉花上。

试管 1：湿棉花，室温。试管 2：干棉花，室温。

试管 3：种子浸在煮沸后冷却的水中，上覆一层油，室温。试管 4：湿棉花，置于冰箱。

5 天后，只有试管 1 的种子萌发。(a) 说明试管 1 的作用。

(b) 解释试管 3 的种子为何不萌发。(c) 解释试管 4 的种子为何不萌发。

(d) 描述试管 1 中一粒种子的干重在最初 10 天内如何变化，并解释原因。

参考答案。(a) 试管 1 是对照组：它提供全部三个条件，使其他试管能与之比较。

(b) 煮沸除去了溶解氧，油层阻止氧气重新进入。没有氧气，胚无法进行有氧呼吸，因而没有能量释放供生长。

(c) 低温使淀粉酶等酶不活跃或运作极慢，储存的淀粉不能被水解为葡萄糖，胚没有食物用于呼吸。(d) 干重起初下降，因为储存食物被呼吸消耗，以二氧化碳和水的形式释放；胚芽的叶展开后，光合作用制造新的有机物，干重上升。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题