种子萌发实质上是幼胚的生理机能从休眠状态到活跃状态的生命现象,其主要特点是植物在这个期间不需要外来的营养。这时植物虽然增加了体积,但没有增加干重,仅发生了贮存物质的转化,而没有物质的同化。
1.糖类的变化 种子中贮藏的糖类主要以淀粉粒的形态存在。当种子萌发时,由于淀粉酶的作用使淀粉粒水解,转变为糊精和麦芽糖,之后经麦芽糖酶进一步分解为葡萄糖。也有由磷酸化酶的作用而使淀粉转化为单糖这一途径。一般在温度较高时,有利于淀粉酶的水解;而在10℃以下时,则有利于磷酸化酶的水解作用。但在种子萌发的初始阶段,磷酸化酶对于分解淀粉起着主要作用,此酶直接存在于种子中,但分解效率较低,因此在积累相当能量后,就转入效率较高的水解途径。水解产生的还原糖及糊精迅速转移至胚轴中,供种子发芽生长之用。
2.脂肪的变化 油质种子在萌发时,脂肪先水解为脂肪酸和甘油,再进一步转化为糖类,才能供胚利用,其转化过程为:
" role="figure
脂肪转化为糖的过程基本上是氧化过程,在转化的各个阶段都要不断地吸收氧气。其水解作用需借助于脂肪酶的活动。
3.蛋白质的变化 种子中的蛋白质可分为贮藏蛋白质和结构蛋白质两大类。种子萌发时,贮藏蛋白质逐渐分解为溶解状态的氨基酸,氨基酸再运转至胚部,构成新细胞的原生质,这样细胞中的贮藏蛋白减少,结构蛋白增多。发芽种子中氨基酸的新形成,必然造成种子氨基酸的种类、不同氨基酸的比例以及种子蛋白的组成发生变化,使发芽种子的营养价值有别于萌发以前的干种子。
种子萌发过程中,种子中的有机物总量减少、种类增加;无机物种类不变、总量增加。
种子中,一般只含有蛋白质、脂肪、淀粉等有机物。在萌发过程中,会形成新的物质,比如一些酶类(也算蛋白质)、一些维生素类等。所以,有机物的种类会增加。但在种子发芽的过程中会消耗能量,所以有机物种的总量会减少。
种子萌发过程中,所需要的无机物种类与生长阶段相同,所以种类不变。但在萌发过程中,种子会利用长出的根从生长基质中吸收水分和无机盐,所以无机物的总量会增加。
1胚乳和胚中的物质变化 胚乳以物质分解为主, 其重量不断减少。而在胚 中, 物质转化以合成为主, 其重量不断增加, 胚由小变 大, 胚乳由大变小。从整个种子来看, 则是分解作用大 于合成作用。发芽的种子, 虽然体积和鲜重都在增加, 但干重却显著减轻, 直到幼苗由异养 (由胚乳或子叶提 供养料 ) 转为自养 (子叶进行光合作用制造有机物 ) 后, 干重才能增加。干重的减少主要是由于呼吸作用 消耗了一部分干物质。 2种子吸水 种�1�7�1�7的吸水可分为三个阶段 (图1): 即急剧的吸 水、吸水的停止和胚根长出后重新迅速的吸水。第一 阶段的吸水主要是物理吸水即吸胀作用, 第二阶段是 吸水的暂停阶段, 而第三阶段重新大量的吸水是由于 胚的迅速长大和细胞体积的增加, 属于渗透吸水。3呼吸的变化 研究表明, 在种子萌发的第二阶段, 种子呼吸产生受H + 生成 NH 4 + , 使尿中 H + 浓度减少, 有利于肾远曲 小管分泌 H + , 换回更多的 Na + , 促进固定酸的排出,因此当 pH值下降时氨的生成量增加。NH 4 + - Na + 交换 扩大了肾脏的排氢能力。 4酶的活性增强 在种子萌发的开始阶段, 只有少量的水解酶, 这是 因为在发芽的开始阶段, 贮藏物质的分解十分缓慢。 在氧气充足的条件下, 一个星期后, 水解酶的含量明显 升高, 从而促进种子萌发过程的物质转化。 5有机物转化 种子萌发过程中有机物的转化包括以下几个方 面: 在胚乳中, 复杂的贮藏物质分解为简单的物质,例如淀粉分解为麦芽糖, 再水解为单糖被利用。脂肪分 解为甘油和脂肪酸, 蛋白质分解为氨基酸。这些贮藏 物质水解后形成的最终产物7用来合成生命物 质, 直接用来形成新的器官, 即胚的生长, 长根、长 茎、长叶。在胚中, 物质的转化刚好与胚乳相反, 可溶 解的小分子化合物转化为不溶的大分子化合物, 简单 的化合物变成复杂的化合物, 最后形成新的细胞结构。8 植物激素的变化 种子萌发过程中, 多种激素共同发挥调节作用。 参与调节的激素主要包括生长素、细胞分裂素、赤霉素 和脱落酸。
1、吸胀。种子浸于水中或落到潮湿的土壤中,其内的亲水性物质便吸引水分子,使种子体积迅速增大(有时可增大1倍以上)。吸胀的结果使种皮变软或破裂,种皮对气体等的通透性增加,萌发开始。
2、水合与酶的活化。这个阶段吸胀基本结束,种子细胞的细胞壁和原生质发生水合,原生质从凝胶状态转变为溶胶状态。各种酶开始活化,呼吸和代谢作用急剧增强。
3、细胞分裂和增大。吸水量又迅速增加,胚开始生长,种子内贮存的营养物质开始大量消耗。
4、胚突破种皮。胚生长后体积增大,突破种皮而外露。大
关键词:种子萌发时的物质变化