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种子

种子植物中由受精胚珠发育而成的结构。被子植物的种子包藏在果皮内。种子由种皮、胚和胚乳组成,有些种子成熟后不含胚乳。种子的一侧有种脐,是种子从珠柄脱落后留下的疤痕。在种脐一端,有一小孔即珠孔(种孔),水分可从种脐及种孔进入种子,但有些植物的种孔消失。倒生胚珠发育的种子一侧有纵行的脊,称种脊(蚕豆、蓖麻),是珠被和珠柄愈合形成的(图1)。 图1 种子的结构 种子的结构 种皮种皮由珠被发育而来。

种子植物中由受精胚珠发育而成的结构。被子植物的种子包藏在果皮内。种子由种皮、胚和胚乳组成,有些种子成熟后不含胚乳。种子的一侧有种脐,是种子从珠柄脱落后留下的疤痕。在种脐一端,有一小孔即珠孔(种孔),水分可从种脐及种孔进入种子,但有些植物的种孔消失。倒生胚珠发育的种子一侧有纵行的脊,称种脊(蚕豆、蓖麻),是珠被和珠柄愈合形成的(图1)。

图1 种子的结构

种子的结构

种皮

种皮由珠被发育而来。幼嫩的种皮为薄壁组织构成,成熟种皮的细胞有不同程度的分化。有的植物种子有外种皮和内种皮(蓖麻),但很多植物的这两层种皮区分不明显。种皮主要的功能是保护内部的胚。有些种皮不透水、不通气,与种子休眠有关。

豆科植物种子的种皮由外珠被发育而成,内珠被消失。表皮层细胞径向伸长,组成栅栏层,种脐区有两层栅栏层。栅栏层的一定区域,折射率很高,形成亮纹,亮纹具高度不渗透性。表皮下层为柱状细胞或骨状石细胞,内方为薄壁组织。在种脐区尚有一群作用不明的管胞(图2)。

图2 种皮的结构

棉花的种皮由内外珠被共同形成。传粉后6天,外珠被分化为外表皮、外色素层及内表皮,种子成熟时,外珠被细胞显著增大。外表皮充满鞣酸,有些表皮细胞外壁伸长形成纤维,长可达45mm。内表皮保持单层或分裂形成2~3层细胞,含很多淀粉粒,构成无色区。内珠被有8~15层细胞,外表皮细胞增厚形成成熟种子的栅栏层,内表皮形成繸细胞,内外表皮之间分化为内色素区及内无色区。

由一个精子与卵细胞融合发育而成(见胚)。胚包括胚根、胚芽、胚轴和子叶四个部分。双子叶植物大豆及菜豆的种子由种皮和胚二部分组成,没有胚乳。胚的两片肥厚子叶着生在轴体上,是贮藏营养物质的场所。露出子叶外的轴体一端称为胚根,另一端包在两片子叶之间称为胚芽,胚芽包括几片幼叶、叶原基及茎的生长锥。在子叶着生点与胚根之间的部分称胚轴。胚的内部组织有原形成层、基本分生组织和原表皮的分化。

单子叶植物小麦、玉米的胚在种子一侧下方,其余部分为胚乳。胚有一片盾形的子叶称盾片,与胚乳紧贴。轴体的上端为胚芽,外为套状胚芽鞘所包围。下端为胚根,外有胚根鞘包围。胚芽和胚根之间与盾片相连接的部分称胚轴。小麦在盾片相对的一面有一小突起,称外胚叶,玉米则无外胚叶。它们的胚也贮藏营养物质。与胚乳相邻的盾片表皮层称上皮,能分泌酶和激素至胚乳,并将胚乳中贮藏的营养物质分解、吸收、运转到胚的生长部位。

胚乳

种子贮藏养料的组织。由一个精子与两个极核融合发育而成(见胚乳)。有的胚乳在种子发育中,被胚吸收而解体,在成熟种子中无胚乳,称无胚乳种子,如豆科,葫芦科、菊科等。有的种子,胚乳始终存在,种子萌发时为幼胚的养料,称有胚乳种子,如禾谷类植物、百合科植物、蓖麻、梧桐、番茄等的种子。单子叶植物种子多为有胚乳的。无胚乳种子的营养物质,淀粉、蛋白质、脂肪等储藏在胚内,特别是子叶内。外胚乳亦是种子中的贮藏组织,来源于珠心组织,如姜科、胡椒科及睡莲科

种子的储藏营养物质

种子含碳水化合物、蛋白质和脂类。不同的植物种子中,它们的相对含量不一样。

碳水化合物

淀粉为常见的碳水化合物。禾谷类植物的胚乳细胞,含有大、小两型淀粉粒。碳水化合物另一形式是半纤维素及甘露聚糖,可贮存于胚乳细胞的细胞壁中(天门冬属、咖啡、鸢尾属、海枣属)或子叶细胞的细胞壁中(凤仙花属、羽扇豆属、报春花属、旱金莲属)。

蛋白质

贮藏蛋白质以蛋白质体或糊粉粒形式存在,通常由液泡形成,外有一层单位膜,内为蛋白质基质。在基质中无内含物,或有含植酸钙镁和脂类的球状体、蛋白质拟晶体、蛋白质-碳水化合物体,还可含水解酶、脂类和碳水化合物。蛋白质体在胚及胚乳细胞中均有存在,禾谷类则限于糊粉层细胞中。

脂类

存在于豆类、油菜、核桃等种子的子叶、蓖麻的胚乳及禾谷类植物盾片的细胞内。脂类以脂肪体或圆球体形式存在,外有膜包围。贮藏脂肪比较经济,1克脂肪平均能产生9千卡能量,而1克碳水化合物氧化,只能产生4千卡能量。

种子萌发

风干的种子,生理活动极为微弱,处于休眠状态。足够的水分、适宜的温度和充分的氧气条件下,胚转入活动状态,种子开始萌发。首先种子吸水膨胀,呼吸作用和酶的催化活动加强,子叶及胚乳中的贮藏物质分解成简单的可溶性化合物。淀粉分解成麦芽糖,并进一步分解为葡萄糖。贮藏的蛋白质分解为氨基酸蛋白质粒失去内容物,变成液泡,原来蛋白质体外的膜变成液泡膜。蛋白质体水解之后,脂肪通常在液泡周围富有微体及线粒体区水解。脂肪水解为甘油和脂肪酸,水解时外面的膜解体。油质种子的脂肪还可通过乙醛循环转化为糖。

种子内所形成的简单的可溶性物质,运输到胚根、胚芽、胚轴等部分,在有关酶的作用下,经过合成作用,形成胚的新细胞的构成物质——蛋白质、磷酸、纤维素、半纤维素等。胚得到了物质供应和呼吸作用提供的能量,遂而生长形成幼苗。