种子萌发的生理过程
种子萌发是一个复杂的生理过程,大致可分为吸胀、萌动、发芽三个阶段,具体如下:
吸胀阶段
- 物理吸水过程:种子成熟后通常会经历一段休眠期,当种子处于适宜的环境中,如接触到充足的水分时,就会开始吸胀。这是一个物理过程,种子中的亲水物质,如蛋白质、淀粉和纤维素等,具有很强的亲水性,它们会吸引水分子,使种子体积迅速增大。
- 细胞恢复活性:随着水分的进入,种子中的原生质由凝胶状态转变为溶胶状态,细胞的代谢活动开始恢复,一些酶也开始活化,为后续的生理过程做准备。
萌动阶段
- 酶的活化与物质转化:吸胀完成后,种子内的代谢活动迅速增强。在适宜的温度和氧气条件下,种子中原本处于休眠状态的酶被激活,同时开始合成一些新的酶。这些酶会催化种子内储存的营养物质,如淀粉、蛋白质和脂肪等,进行水解反应。淀粉在淀粉酶的作用下被分解为葡萄糖等糖类;蛋白质在蛋白酶的作用下被分解为氨基酸;脂肪在脂肪酶的作用下被分解为甘油和脂肪酸。
- 细胞分裂与生长:水解产生的小分子物质被运输到胚的各个部位,为胚细胞的分裂和生长提供能量和物质基础。胚细胞开始进行有丝分裂,细胞数量不断增加,同时细胞也开始伸长和分化,胚的体积逐渐增大,当胚根突破种皮时,标志着萌动阶段的结束。
发芽阶段
- 胚根和胚芽的生长:胚根突破种皮后,会迅速向下生长,形成主根。随后,胚芽也开始向上生长,伸出地面,形成茎和叶。在这个过程中,胚轴也会伸长,将胚芽和胚根之间的距离拉开,使幼苗能够更好地在土壤中固定和生长。
- 光合作用的开始:当胚芽长出地面并展开叶片后,幼苗开始进行光合作用。叶片中的叶绿体利用光能,将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,为幼苗的生长提供更多的能量和物质。此时,种子萌发过程基本完成,幼苗进入自养生长阶段,能够独立地从外界环境中吸收水分、养分和光照,进行生长和发育。
种子萌发的各个阶段是相互关联、相互影响的,任何一个环节受到不良因素的影响,都可能导致种子萌发失败或幼苗生长不良。
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