种子与果实课件

种子与果实课件

专题讲座 种子与果实 华中师范大学一附中 杨亚琴 主讲： 结构 类型 形成 成熟 萌发 人工种子 成分 遗传 实验 种子 典型的被子植物种子结构 玉米种子 单子叶有胚乳种子 菜豆种子 双子叶无胚乳种子 种孔 种皮 种脐 胚轴 胚根 种皮 胚芽 子叶 果皮和种皮 胚乳 子叶 胚芽 胚轴 胚根 种子结构包括： 种皮、胚和胚乳（双子叶种子一般无胚乳） 一、种子结构 二、种子的成分 蛋白质 水： 干种子约含 13% 左右，以结合水为主 无机盐： 糖类 脂质 核酸 花生、大豆 等植物种子含量较多 以淀粉为主， 大多数 植物种子含量较多 油料作物 种子富含脂肪，如芝麻、油菜等 极少 A ）根据 有无胚乳 ，分为： 有胚乳种子：多数单子叶植物（小麦、玉米等） 少数双子叶植物（如蓖麻、荞麦等） 无胚乳种子：多数双子叶植物（大豆、花生等） 少数单子叶植物（如慈姑、泽泻） B ）根据 贮藏物质 的主要成分，作物种子分为： 淀粉类种子，如水稻、小麦、玉米和高粱等 脂肪类种子，如花生、油菜、芝麻和油茶等 蛋白质类种子，如大豆等 三、种子的类型（分类方法及主要类型） 三大有机物的分解代谢特点 糖类 脂肪 C 57 H 110 O 6 ） 蛋白质 1g 有机物氧化释放的能量比较 耗氧 脂肪 > 蛋白质 > 糖类 思考 为什么油料种子宜浅播？ 38.91 KJ 17.15 KJ 17.15 KJ （ 01 全国）种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子（如花生）萌发时需氧量比含淀粉多的种子（如水稻）萌发时的需氧量（ ） A. 少 B. 多 C. 相等 D. 无规律 B 种子 受精卵 → 种子的发育→种子的成熟→种子的萌发 胚和胚乳发育过程 实质上就是胚从小长大，以及营养物质在种子中变化和积累的过程 四、种子的成熟 种子的成熟过程， 实质上就是胚从小长大，以及营养物质在种子中变化和积累的过程。 （请大家联想、比较一下种子的萌发过程） 四、种子的成熟 有机物的变化 水分的变化： 呼吸作用的变化： 植物激素的变化： 1 ）可溶性糖 不溶性糖 2 ）非蛋白氮 蛋白质 3 ）糖 脂肪 自由水 / 结合水逐渐降低 强→弱 1 有机物的变化 1 ）淀粉类种子： 淀粉持续增加 可溶性糖先升后降 可溶性糖 不溶性糖 （淀粉） 水稻 2 ）油料类种子 ①首先积累可溶性糖和淀粉，其含量随着种子发育而下降，转变为脂肪。 ②先合成游离脂肪酸，逐渐合成油脂。 ③由饱和脂肪酸变为不饱和脂肪酸。 可溶性糖和淀粉 游离脂肪酸 饱和脂肪酸 脂肪 油脂 脂肪酸 思考：含氮量变化不大的原因是什么？ 3 ）蛋白质的变化 由营养器官输入的氨基酸和酰胺，合成蛋白 （ 尤其是大豆等蛋白质类种子 ） 氨基酸和酰胺 蛋白质 有机物累积迅速时，呼吸也旺盛；种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低 。 强 -----→ 弱 3 、呼吸作用的变化 2 水分的变化 ：随着种子的成熟而逐渐减少。 4 植物激素的变化 A ）玉米素、赤霉素、生长素的变化（有一个峰值） B ）脱落酸的变化（成熟期较快增加） C ）存在形式的变化（游离态 结合态） 小麦籽粒 千粒重 生长素 赤霉素 玉米素 五、种子萌发 1 萌发条件： 2 有机物变化：种类 ，总量 。 3 水分变化：自由水 / 结合水 。 4 呼吸作用 : 5 代谢类型： 水、温度、 O2 、光 增多 减少 ↑ 异养型 1 ）不溶性糖→可溶性糖 2 ）蛋白质→非蛋白氮 3 ）脂肪→糖 弱→强 ; 无氧呼吸→有氧呼吸 种子萌发 有生活力的种子 吸水 胚生长突破种皮 并形成幼苗 形态上看 生理上看 无休眠或已解除休眠种子 吸水 相对静止状态 生理活动状态 呼吸作用增强 贮藏物质被分解 胚生长 种子的萌发 胚芽 茎和叶 胚根 根 胚轴 连接茎和根的部分 子叶 （或胚乳） 提供营养 1 影响种子萌发的环境条件 1. 水分 2. 温度：最适、最低、最高温度 3. 氧气 4. 光 中性种子、需光种子、嫌光种子 急剧吸水阶段 滞缓吸水阶段 重新迅速吸水阶段 死种子 （与种子中化学成分有关） （原生质由凝胶态 →溶胶态，细胞质环流速度加快 ） （钝化 →活化；呼吸 ↑ 物质转化 ↑ ） 水分作用 吸水是种子萌发的第一步，种子只有吸收一定水后，才可以开始其它的生理活动。 使种皮软化，使氧气透过，增加呼吸，使胚易于突破种皮。 使原生质由凝胶状态→溶胶状态，代谢加强。 使贮藏物质→可溶性物质→运输幼根、幼芽、幼叶。 充足的水保证胚细胞的分裂与伸长。 例 豌豆种子萌发过程中的吸水过程分为 a 、 b 、 c 阶段，三个阶段吸水特点如图： 科学研究发现，在 b 阶段种子中 O 2 的吸收量大大低于 CO 2 的 释放量，而在 c 阶段 O2 的吸收就显著增加，下列有关种子萌 发初期生理变化说法错误的是（ ） A a 阶段吸水与蛋白质、淀粉等有关 B b 阶段呼吸作用最弱 C b 阶段吸水缓慢或基本停止 D a 阶段干重最重 B 氧气 种子萌发是一个活跃的生长过程，旺盛的物质代谢和活跃的物质运输需要强烈的有氧呼吸来保证。 温度 种子的萌发需要一定的外界温度，一般北方品种所需温度低，南方品种所需温度高 光 ( 了解 ) 对光不敏感种子： 有光无光都可萌发， 如大多数农作物种子 需要光： 光下才能萌发莴苣、烟草、拟南芥多数杂草种子 需暗种子： 光抑制种子萌发茄子、番茄、瓜类种子 有机物的变化 1 淀粉 → 麦芽糖　→　葡萄糖 2 脂肪 → 甘油 + 脂肪酸 3 蛋白质 贮存蛋白→ AA→ 运到新合成的器官→新蛋白质 4 酶的形成 原来束缚态的酶→游离态的酶，如支链淀粉葡萄糖苷酶。 新合成，如 α- 淀粉酶 ( 贮藏 mRNA 和新转录 mRNA) 5 激素的变化 束缚态→游离态 新合成 总之：有机物种类增加，有机物总量减少 根茎叶 子叶、胚乳 贮藏物质的动员 4 、贮藏物质的动员 蛋白质 新的氨基酸 N 酰胺等 CO 2 有机酸 幼苗 细胞壁物质 糖类 重建 膜 脂类 运输 贮藏物质 脂肪 乙醛酸循环 淀粉 糖类 蔗糖 种子 有机酸 CO 2 分解 Pr aa N 酰胺、其它氮素  运输化合物 不同时期营养的来源与去路 球状胚体 胚柄 胚的 萌发 子叶光合作用 子叶或胚乳 子叶出土后 种子形成阶段 种子萌发阶段 幼苗生长阶段 幼苗刚出土 子叶存储的营养 幼苗生长 真叶光合作用 出土的子叶 萎缩的子叶 真叶 种子成熟 种子萌发 有机物变化 种类 减少 增加 变化 可溶性糖 → 不溶性糖 非蛋白氮 →蛋白质 糖 → 脂肪 不溶性糖 → 可溶性糖 蛋白质→非蛋白氮 脂肪 →糖 干重 增加 减少 自由水 / 结合水 减少 增加 呼吸作用 减弱 增强 无氧呼吸 → 有氧呼吸 酶活性 钝化 活化 经典回顾 （ 13 全国）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 11d 时减少了 90% ，干重变化如图所示。回答下列问题： 条件 结果 过程 黑暗 呼吸作用 干重先升后降 脂肪 ↓ 推测脂肪减少而干重增加的生理过程 脂肪哪去哪儿？ 蒸馏水 O 2 油料种子萌发时，脂肪先要水解成甘油和脂肪酸 脂肪（甘油三酯） +3H 2 O---- → 甘油 +3 脂肪酸 由此可见，脂肪水解后增加的质量来源于 H 2 O 的 O 甘油、脂肪酸通过其它生理过程转变为葡萄糖， P32 必修 1 “ 与糖类似，组成脂质的元素主要是 C 、 H 、 O ，所不同的的是脂质分子中氧的含量远远少于糖，而氢的含量更多”，故脂肪变成糖需要加入更多的氧。 你能用排除的方法来解释为何不是 C 、 N ？ 种子干重增加原因 种子干重下降原因 （ 13 全国）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 11d 时减少了 90% ，干重变化如图所示。回答下列问题： （ 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，如果使萌发种子（含幼苗）的干重增加，必须提供的条件是 。 适宜的光照、所需的矿质元素 O 例 5: （ 2012 全国）将玉米种子至于 25 ℃ 、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需要的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题： 种子干重 胚乳干重 条件 结果 过程 黑暗 呼吸作用 种子干重 ↓ 胚乳干重 ↓ 寻找胚乳干重变化的生理过程的相关信息 胚乳为何减少？ 黑暗 （ 1 ）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 ，再通过 作用为种子萌发提供能量。 （ 2 ）萌发过程中在 小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 mg 。 （ 3 ）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为 mg. 粒 —1 .d —1 。 （ 4 ）若保持实验条件不变， 120 小时后，萌发种子的干重变化趋势是 ，原因是 。 条件 结果 过程 黑暗 呼吸作用 种子干重 ↓ 胚乳干重 ↓ 寻找胚乳干重变化的生理过程的相关信息 黑暗 呼吸作用 物质转化作用 构建幼苗 根茎叶 子叶、胚乳 贮藏物质的动员 会有什么结果？ （ 2 ）萌发过程中在 小时之间种子呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 mg 。 种子干重减少用于？ 胚乳干重减少用于？ 呼吸作用 物质转化 呼吸作用 204.2 － 177.7 72 ～ 96 （ 3 ）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为 mg. 粒 —1 .d —1 。 种子干重减少 胚乳干重减少 呼吸作用、物质转化 呼吸作用 22 （ 118.1-91.1 ） - （ 177.7-172.7 ） 胚乳干重减少总量 呼吸作用消耗 （ 4 ） 若保持实验条件不变， 120 小时后，萌发 种子的干重变化趋势是 ，原因是 。 关键条件 结果 生理过程 黑暗 呼吸作用 种子干重 叶 光合作用 × 答案：下降 幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用 六、实验 1 、种子中化学成分的鉴定。 淀粉、还原糖、蛋白质、脂肪的鉴定方法 2 、种子萌发时的有机物的变化。 淀粉水解成还原糖、淀粉酶的合成及赤霉素激素变化。 3 、种子的呼吸作用 种子的呼吸作用 弱 → 强 无氧呼吸 ↓ 有氧呼吸 吸水 CO 2 O 2 强度： 类型： （ 09 上海）在 a 、 b 、 c 、 d 条件下，测得某植物种子萌发时 CO 2 和 O 2 体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 A ． a 条件下，呼吸产物除 CO 2 外还有酒精和乳酸 B ． b 条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C ． c 条件下，无氧呼吸最弱 D ． d 条件下，产物的 CO 2 全部来自线粒体 D （ 14 海南卷） 26 （ 10 分）某豆科植物种子萌发过程中 CO2 释放和 O2 吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题： ⑴在 12 ～ 24h 期 间，呼吸速率 逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是 ____ 呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是 ____ ，其产物是 _________________ 。 ⑵从第 12h 到胚根长出期间，萌发 种子的干物质 总量 _______ ，主要原因是 ____________________ 。 ⑶胚根长出后，萌发种子的 ________ 呼吸速率明显升高。 （ 1 ）无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳 （ 2 ）减少 种子不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降 （ 3 ）有氧 再见 再见