菜豆种子发芽、生长、开花等生理过程?

如题所述

本人是化学专业,看到这个问题很感兴趣,因此本人查阅了相关资料,并从化学的角度来分析这个过程。
先来说说种子在萌发过程中发生的变化情况(下面部分内容摘自百度百科)
种子从吸胀开始的一系列有序的生理过程和形态发生过程,大致可分五个阶段:
1.吸胀
这个过程为物理过程(这里没有物质种类的变化)。种子浸于水中或落到潮湿的土壤中,其内的亲水性物质便吸引水分子,使种子体积迅速增大(有时可增大1倍以上)。吸胀开始时吸水较快,以后逐渐减慢。种子吸胀时会有很大的力量,甚至可以把玻璃瓶撑碎。吸胀的结果使种皮变软或破裂,种皮对气体等的通透性增加,萌发开始。
2.水合与酶的活化
这个阶段吸胀基本结束,种子细胞的细胞壁和原生质发生水合,原生质从凝胶状态转变为溶胶状态。当原生质处于溶胶状态时,粘性较小,细胞代谢活跃,分裂与生长旺盛,但抗逆性较弱。这个时候植物开始生长得较为活跃。这个过程也仅仅是物理变化,没有发生化学变化。种子的水合作用笔者并未查阅到相关资料,因此不作过多解释。

关于酶的活化,一些酶在合成结束最初是不具有生物活性的,这种酶的前体叫酶原,一定条件下酶原水解开一个或几个特定的化学键,改变原有构象才能表现出应有的活性。酶的激活大多是去除一个或几个肽段,构象改变才有活性。也有金属离子激活酶的情况呢。电荷的改变我不清楚,书上没提到,就当没有了。主要是构象的改变。激活酶的实质是酶的活性中心形成或暴露。(酶的活化内容摘自作者向生活打出gg的知乎回答https://www.zhihu.com/question/39106149 )那么很显然,这里存在着化学变化,酶本质上是一种蛋白质,其分子是多肽,脱去一个或几个肽段的过程就是化学变化,在脱去一个或几个肽段之后,开始有了活性。
3.花生种子萌发过程
此时种子已经变为溶胶状态。各种酶开始活化,呼吸和代谢作用急剧增强。如大麦种子吸胀后,胚首先释放赤霉素并转移至糊粉层,在此诱导水解酶(α-淀粉酶、蛋白酶等)的合成。水解酶将胚乳中贮存的淀粉、蛋白质水解成可溶性物质(麦芽糖、葡萄糖、氨基酸等),并陆续转运到胚轴供胚生长的需要,由此而启动了一系列复杂的幼苗形态发生过程。在这个过程中发生的呼吸作用,代谢作用,还有淀粉蛋白质的水解都是化学变化,这些变化我们在高中的化学和生物中都有涉及。
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