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第一节 种子的基本组成
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:6255    更新时间:2010/7/13
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第三章 种子和幼苗


    一株被子植物通常由根、茎、叶、花、果实和种子等六种器官构成。其中根、茎、叶等三种器官与植物的营养生长直接相关,一般称之为营养器官,它们是产生花、果实及种子的基础。而花、果实及种子等三种器官则与植物的生殖作用和种族繁衍密切相关,因而称其为生殖器官。
    从种子萌发为幼苗,长成根、茎、叶,这个过程称为营养生长期。植物在营养生长过程中通过光合作用制造有机营养物质,当营养生长进行到一定阶段,植物体积累了足够的营养物质时,便开花、结果、产生种子而进入生殖生长期,以便繁殖后代。植物在营养生长的基础上进行生殖生长,又以新产生的种子作为开端,进入下一代营养生长,年复一年,循环往复。
    由于被子植物的各种器官是由种子萌发后逐渐发育形成的,在农业生产实践中,农作物的生长一般也是从播种开始,因此,应首先了解有关种子的知识。特别是种子的基本结构及其各部分的功能,并联系农业生产实践,说明种子萌发所需要的条件,萌发的过程和萌发时内在变化的基本原理。


    种子(seed)是由胚珠发育而成的繁殖器官。种子在大小、形状和颜色等方面,因植物种类不同而有较大差异。如椰子的种子很大,直径可达15cm,油菜、萝卜、芝麻的种子较小,而烟草和兰花的种子更小;大豆、菜豆的种子为肾形,而豌豆、龙眼的种子为圆球形;南瓜种子为白色,而荔枝为红褐色;棉花种子表面具长毛,而辣椒种子表面光滑无毛。种子外形的多样化,不仅用以鉴别植物种类,同时也是商品检验、检疫等方面的重要依据。
    植物种子虽然在外部形态上千差万别,但其基本结构是一致的。种子外面都有种皮,内部都有胚,大多数植物的种子内部还有胚乳或外胚乳。



图3-1 植物的种子

一、种皮

    种皮(seed coat,testa)是包被在种子最外面的结构,具有保护功能,可以保护种子内的胚,避免水分丧失、机械损伤和病虫害侵入,有些植物的种皮还与控制萌发的机制有关。种皮常由几层细胞构成,其性质和厚度因植物种类而异。有些种皮较薄,呈膜质或纸质,如桃、落花生和向日葵等的种子,这些种子成熟后一直包在果实内,由果皮起保护种子的作用;有些种皮坚硬而厚实,如蚕豆、棉花、蓖麻等的种子,这些植物的果实成熟后便自动开裂,种子散出,对内部结构的保护作用完全由种皮承担;有些种皮肉质可食如石榴;有些植物的种子如小麦、玉米等,种皮与外围的果皮紧密结合,共同保护着内部结构。
    成熟种子的种皮上一般还有种脐(hilum)种孔(micropyle)种脊(raphe)等结构。种脐是种子成熟后与果实脱离时留下的痕迹;种孔是原来胚珠时期的珠孔,种子吸涨后在种脐两侧轻轻挤压,有水从种孔溢出,种子萌发时,胚根首先从种孔处突破种皮。种脐另一端略为突起的部分是种脊,进入种子的微管束在此分布。种脐和种孔是植物种子都具有的构造,而种脊、种阜(caruncle)等则不是每种植物都有,这与胚珠类型有关,如由直生胚珠发育的种子不具种脊。种皮细胞中常因含有色物质而使种皮呈现各种颜色;有的种子表皮还具有表皮毛等附属物,如棉花种皮上的纤维。
    有些种子只具有一层种皮,而有些种子则具有内、外两层种皮,外层的叫外种皮,一般较厚,内层的称内种皮,一般较薄,如蓖麻种子的种皮。

二、胚

    胚(embryo)是构成种子的最重要部分,是新一代植物体的幼体,它由胚芽(plumule)、胚轴(embryonal axis)胚根(radicle)子叶(cotyledon)四部分组成。胚根和胚芽体积较小,胚根由根端生长点和根冠组成;胚芽由茎端生长点和幼叶组成;连接胚根和胚芽的轴状结构为胚轴,胚轴较短,在种子中不显著。种子萌发时,胚轴随之生长,变长,成为植物幼根或幼茎的一部分。胚轴由子叶着生处到第一片真叶的一段称之为上胚轴,由子叶着生处到胚根的一段称为下胚轴。实质上,胚是种子里的幼小植物体,或者说是新生植物体的雏形。
    子叶是植物体最早的叶,不同植物种子的子叶在形态、数目及生理功能上各不相同。有些种子的子叶肥厚,储藏有大量养料,供种子萌发和幼苗生长时利用,如蚕豆、花生的种子。而有些种子的子叶成薄片状,在种子萌发时,其分泌酶,消化胚乳中的养料,再吸收转运到胚里供胚利用,如小麦、玉米、蓖麻等的种子。有些种子的子叶在种子萌发后露出地面,进行短期的光合作用,制造养分,供胚芽和胚根利用,如棉花、向日葵等。每种植物种子中的子叶数目是一定的。被子植物种子内子叶的数目有一枚的,也有两枚的。种子中具一枚子叶的被子植物称为单子叶植物,如小麦、玉米、水稻、竹子等;种子中具两枚子叶的被子植物称为双子叶植物,如棉花、大豆、落花生等。此外,裸子植物也是以种子进行繁殖的种子植物,其种子中的子叶数目有两枚的,如银杏、桧柏等,也有多枚子叶的,如松、云杉等植物。



图3-2 种子结构图解

三、 胚乳

    胚乳(endosperm)位于种皮和胚之间,是种子内贮藏营养物质的场所,由贮藏组织构成,为胚的发育和生长提供营养。植物种子成熟后,有的具有胚乳,而有的无胚乳。无胚乳种子有两种情况:一种是种子在形成时根本不产生胚乳,如兰科、川苔草科及菱科等;另一种情况是种子在生长发育过程中,胚乳的养料被胚吸收,转入子叶中贮存,其子叶比较发达,如落花生、蚕豆等。
    种子中的胚乳或子叶贮藏的营养物质主要有糖类、脂类和蛋白质,亦有少量无机盐和维生素。根据贮藏物质的主要成分,植物种子可分为淀粉类种子,如小麦、玉米、水稻等;脂肪类种子,如油菜、芝麻、花生等;蛋白质类种子,如大豆、蚕豆等。不同植物的种子所含营养物质的种类和数量因植物种类而异,变化很大,如表3-1。
    少数植物种子在形成过程中,珠心未被完全吸收,一部分珠心组织保留下来,在种子中形成类似胚乳的营养组织,称外胚乳(perisperm),外胚乳也贮藏丰富的营养物质,如甜菜种子。外胚乳与胚乳来源不同,功能相同。
    需要指出的是裸子植物种子中的胚乳是由雌配子体转化而来,为单倍体。被子植物种子中的胚乳是由受精极核发育而来,为三倍体或多倍体。

表3-1 几种常见作物风干种子的化学成分(%)

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