生物种子萌发的过程
种子萌发是一个复杂而有序的生理过程,一般可分为吸胀、萌动、发芽和幼苗形成四个阶段,以下是具体介绍:
- 吸胀
- 物理过程:吸胀是种子萌发的起始阶段,是种子内的亲水性物质吸引水分子,使种子体积迅速增大的物理过程。种子浸水后,其细胞壁、原生质及贮藏的淀粉、蛋白质等物质会吸附大量水分,导致种子体积膨胀。不同种子吸胀能力不同,蛋白质含量高的种子吸胀能力比淀粉含量高的种子强。
- 生理变化:吸胀过程中,种子的各种生理活动开始复苏,细胞膜系统逐渐修复,为后续的代谢活动提供基础。同时,种子内的一些酶被激活,为分解贮藏物质等生理过程做准备。
- 萌动
- 代谢启动:种子在完成吸胀后,细胞代谢活动迅速增强。呼吸作用明显加快,为种子的萌发提供能量。种子内的贮藏物质,如淀粉、蛋白质、脂肪等,在相应酶的作用下开始分解,转化为可被胚吸收利用的小分子物质,如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等。
- 胚根生长:随着代谢的进行,胚细胞开始分裂和伸长,首先表现为胚根的生长。当胚根生长到一定程度,会突破种皮,这一现象称为“露白”,标志着种子萌动阶段的完成。
- 发芽
- 胚轴伸长:胚根突破种皮后,胚轴开始迅速伸长,将胚芽推出土壤表面。不同植物的种子,胚轴伸长的方式有所不同,如子叶出土型植物,胚轴伸长会将子叶和胚芽一起推出土面;而子叶留土型植物,胚轴伸长主要是将胚芽推出土面,子叶留在土壤中。
- 胚芽发育:胚芽在胚轴的推动下,逐渐展开并发育成幼苗的地上部分,包括茎和叶。胚芽中的幼叶开始进行光合作用,为幼苗的生长提供有机物质,此时种子的发芽阶段完成。
- 幼苗形成
- 真叶生长:发芽后的幼苗继续生长,真叶逐渐长出并展开。真叶具有完整的叶片结构和较强的光合作用能力,能够为幼苗提供更多的有机物质,促进幼苗的快速生长。
- 根系发育:在真叶生长的同时,根系也在不断发育。胚根发育成主根,主根上会生出侧根,侧根再进一步分支,形成庞大的根系。根系不仅能够吸收水分和无机盐,还能固定幼苗,使其在土壤中稳定生长。
- 营养转换:幼苗生长初期,主要依靠种子内贮藏的营养物质生长。随着幼苗的不断生长,真叶光合作用逐渐增强,幼苗开始从依靠种子贮藏营养转变为依靠自身光合作用制造营养,完成从异养到自养的转变,幼苗逐渐发育成具有独立生存能力的植株。
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