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种子的萌发与发育
种子的萌发与发育
高中生物二轮专题复习
1.(2018·全国Ⅱ卷,T4)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子中微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
体验真题
2.(2019·全国Ⅲ卷,T4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为
A.有机物总量减少,呼吸强度增强
B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱
D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
体验真题
3.(2020·全国Ⅰ卷,T4)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
体验真题
4.(2012·全国Ⅰ卷,T29)将玉米种子置于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的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。(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 。
葡萄糖
呼吸
72~96
26.5
22
下降
幼苗呼吸作用消耗有机物,且不能进行光合作用
体验真题
5.(2013·全国Ⅰ卷,T29)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:
(1)为了观察胚乳中的脂肪,常用 染液
对种子胚乳切片染色,然后在显微镜下观察,可见
色的脂肪微粒。
(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 和 。
苏丹Ⅲ(Ⅳ)
橘黄(红)
O
适宜的光照
所需的矿质元素
体验真题
6.(2013·全国Ⅱ卷,T29)已知大麦在萌芽过程中可以产生a-淀粉酶,用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生a-淀粉酶。为验证这一结论,某同学做了如下实验:
注:实验结果中“+”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。
回答下列问题:
(1)a-淀粉酶催化 水解可生成二糖,该二糖是 。
(2)综合分析试管1和2的实验结果,可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的 ,这两只试管中淀粉量不同的原因是 。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果,说明在该试验中GA的作用是 。
(4)综合分析试管2、3和4的实验结果,说明 。
淀粉
试管号 GA溶液 缓冲液 水 半粒种子10个 实验步骤 实验结果
步骤1 步骤2 1 0 1 1 带胚 25℃保温24h后去除种子,在各试管中分别加入1mL淀粉液 25℃保温10min后各试管中分别加入1mL碘液,混匀后观察溶液颜色深浅 ++
2 0 1 1 去胚 ++++
3 0.2 1 0.8 去胚 ++
4 0.4 1 0.6 去胚 +
5 0.4 1 0.6 不加种子 ++++
麦芽糖
少
带胚的种子保温后能够产生a-淀粉酶,使淀粉水解
诱导种子生成a-淀粉酶
GA浓度高对a-淀粉酶的诱导效果好
体验真题
植物激素的变化
有机物 的变化
种子
种子的形成
干重变化
由于自由水含量逐渐减少,种子总质量在减少,但干物质(有机物)却在增加
①赤霉素和生长素总体上是逐渐减少的
②脱落酸含量大量增加
①减数分裂和受精作用
②有丝分裂、细胞分化
①可溶性糖→不溶性糖类(淀粉)
②糖类→脂肪
③非蛋白质→蛋白质
①有机物积累迅速时,呼吸作用旺盛
②种子接近成熟时,呼吸作用逐渐降低
呼吸作用的变化
种子的萌发
有机物 的变化
种子萌发时,储存的大分子有机物在酶的作用下被水解成小分子物质,作为胚生长发育的营养物质
①脱落酸含量下降
②赤霉素含量增加
一般情况下,由于进行旺盛的呼吸作用,因此干物质质量减轻,但对脂肪含量高的种子先增加后减少
干重变化
植物激素的变化
①初期主要进行无氧呼吸
②后期主要进行有氧呼吸
由吸胀吸水→渗透吸水
呼吸作用的变化
吸水方式的变化
分享思维导图
提交疑难困惑
受精卵
种子(胚)
幼苗
性成熟植物个体
种子的一生
水分由多到少,在种子成熟时自由水/结合水比值下降,代谢减弱
1
种子与水
随种子成熟
种子与水
种子萌发
种子风干
种子烘烤
自由水/结合水比例大幅上升,代谢旺盛
丧失的主要是自由水,种子活性不丧失
结合水丧失,种子丧失活性
【巩固练习1】(2016·海南卷,T26)水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动,使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题:
(1)植物细胞中的水通常以结合水和
自由水两种形式存在,风干种子细胞中
的水主要以 的形式存在。
经阶段Ⅰ吸水后,种子中的水主要是以 的形式存在。(2)在阶段Ⅱ,种子吸水速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)阶段Ⅰ,呼吸速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。(3)从细胞膜组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的 、 从细胞外进入细胞内。
对位训练
时间
阶段Ⅰ
阶段Ⅱ
阶段Ⅲ
胚根突破种皮
0
吸水量
结合水
自由水
小于
大于
磷脂双分子层
水通道
2
种子形成过程中成分的变化
可溶性糖→淀粉
非蛋白质→蛋白质
糖类→脂肪
【巩固练习2】(2014·广东卷) 油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示,将不同成熟阶段的种子匀浆后检测,结果正确的是( )
选项 取样时间 检测试剂 检测结果
A 第10天 斐林试剂 不显色
B 第20天 双缩脲试剂 不显色
C 第30天 苏丹Ⅲ试剂 橘黄色
D 第40天 碘液 蓝色
C
(2005·全国卷Ⅰ·4)将小麦种子分别置于10 ℃和30℃培养箱中培养4天,依次取等量的萌发种子分别制成提取液I和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙,分别加入等量的淀粉液,然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水,45 ℃水浴保温5分钟,立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟,摇匀观察试管中的颜色。结果是( )
A.甲呈蓝色,乙呈砖红色,丙呈无色
B.甲呈无色,乙呈砖红色,丙呈蓝
C.甲、乙皆呈蓝色,丙呈砖红色
D.甲呈浅砖红色,乙呈砖红色,丙呈蓝色
D
3
种子萌发的条件
适宜的O2、温度、水分则促进种子的呼吸,有利于种子的萌发。
种子萌发过程的条件
自身条件
外界条件
提醒:
油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料
作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子
播种时宜浅播。
4
种子萌发过程中成分的变化
在种子萌发过程中(未长出幼叶前),
有机物总量减少,种类增加。
淀粉→葡萄糖 蛋白质→氨基酸 脂肪→脂肪酸+甘油
想一想:
1.种子萌发过程中成分的这种变化与细胞膜的特性有什么关系?
2.在种子萌发过程中,有机物的总量和种类发生的变化是?
【巩固练习4】(2019江苏卷·30)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。回答下列问题:
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分别加入 试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加 ,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是 。
双缩脲
①②③
碘液
玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验;在1~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示),40℃温育30 min后,分别加入斐林试剂并60℃水浴加热,观察试管内颜色变化。
请继续以下分析:
①设置试管1作为对照,其主要目的
是 。
②试管2中应加入的X是 。
的提取液。③预测试管3中的颜色
变化是 。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是 。
蓝色→砖红色
淀粉酶已失活
排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖
发芽前玉米
5
种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线
(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段,由于 ,呼吸速率上升。
(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段,细胞产生CO2的量
要比消耗O2的量大得多,说明此期间主要进行
(填呼吸方式)。
(吸胀)吸水
无氧呼吸
(3)在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了O2的进入量,种子以 为主,同时胚根通过 作用大量吸水。
有氧呼吸
渗透
【巩固练习5】(2014·海南卷改编)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。回答下列问题:
(1)在12~24 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此
期间细胞呼吸的主要方式和产物分别是 。
。据此分析豆科植物种子掩埋
过深导致腐烂的原因是 。
。
。
(2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会减少,主要原因是 。
(3)种子萌发48小时后,O2的消耗量大于CO2的释放量,分析其原因是 。
。
。
无氧呼
吸、酒精和CO2
掩埋过深时氧气供应不
足,种子进行无氧呼吸产生的酒精积累过多,
对细胞有毒害作用,导致腐烂
种子不进行光合作用制造有机物,但进行细胞呼吸消耗有机物,使有机物的总量下降
豆科植
物富含脂肪,等质量的脂肪与葡萄糖相比,含H量高,因此进行有氧呼吸时
消耗O2的量大于产生CO2的量
6
种子与植物激素
种子形成时:
种子萌发时:
脱落酸增加,赤霉素、生长素逐渐减少。
脱落酸下降,赤霉素、生长素逐渐增加。
【巩固练习6】(2020·山东卷,T9)植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法错误的是( )
A.利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子
B.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
C.细胞分裂素直接参与细胞代谢,具有催化和促进细胞分裂的作用
D.用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
7
种子的储存
低氧——抑制有氧呼吸;
零上低温——降低酶活性,降低呼吸强度;
干燥——降低自由水的含量,从而抑制了种子的呼吸作用。
储藏蔬菜、水果与储藏种子的措施一样吗?
储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间
【巩固练习7】(2021·湖南省,T12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
8
育种
说出下图中包含的育种方法、原理及优点:
亲本(♀×♂)
A
F1
F2
Fn
选择
稳定品种
D
单倍体
幼苗
B
纯合体
纯合二倍体种子
长出的植株
新品种
新品种推广
C
具有新基因的种子或幼苗
染色体组加倍的种子或幼苗
人工种子
胚状体
愈伤组织
新细胞
植物细胞
毒蛋白
基因
G
H
I
J
种子或幼苗
E
F
【巩固练习8】(2021·广东卷,T11)白菜型油菜(2N=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
实验 实验操作方法 时间/年 种子发芽率
实验一 1000g水稻干种子充氮气密封贮藏 5 >95%
1000 g水稻干种子普通保存 1 <85%
实验二 1000g含水9%的大豆种子于30 ℃环境保存 1 <10%
1000g含水9%的大豆种子于20 ℃环境保存 5 >80%
实验三 1000g小麦湿种子用CaCl2吸湿干燥、密封无光保存 10 >80%
1000g小麦湿种子普通保存 1 <10%
【拓展题】为了研究怎样更好地保存种子,有人做了如下表所示的实验。
试根据上述实验回答下列问题:
(1)从以上实验可以看出,所有发芽率高的贮藏种子的措施所起的共同作用:都能 。
(2)实验三中用CaCl2吸湿是去掉种子内以 形式存在于细胞中的水。正常植物细胞中该种形式的水的含量与植物耐旱性的关系是 。
(3)种子发芽时要吸收大量的水,在发芽前种子吸水主要是以 原理吸水,种子发芽除需要水外,还需要的条件是 。
(4)种子萌发过程中,植株及各个器官的干重变化如图1,其中表示整个植株干重变化的曲线是 ,A点以后导致叶子干重上升的生理过程的反应方程式是 。
图2表示种子萌发过程中鲜重两次迅速上升的
过程,请分别说明这两个生理过程的原因是
什么?第一次是 ;
;第二次是 。
。
抑制种子的细胞呼吸
自由水
成反比
吸胀作用
充足的氧气和适宜的温度
甲
种子细胞通过吸胀作用吸收
根细胞
水分,使种子鲜重增加
开始进行渗透吸水
自我总结 内化提高
同学们分享自己本堂课在原有基础上的收获和自己还存在的问题(没理解到的或疑惑)