种子萌发时有机物质发生哪些生理生化变化
种子萌发时,有机物质主要发生以下生理生化变化:
1. 淀粉的转化
- 种子中的淀粉在淀粉酶、麦芽糖酶等多种酶的作用下发生水解。淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖,麦芽糖酶再将麦芽糖进一步分解为葡萄糖。葡萄糖作为呼吸作用的底物,为种子萌发提供能量,同时也是合成纤维素、蛋白质等其他有机物的原料。
2. 蛋白质的转化
- 种子中储存的蛋白质在蛋白酶和肽酶的作用下逐步水解。蛋白酶先将蛋白质分解为多肽,肽酶再把多肽分解为氨基酸。这些氨基酸一部分用于合成新的蛋白质,参与构建细胞结构和酶系统;另一部分可通过脱氨基作用,为种子萌发提供能量,其碳架可以转化为糖类或脂肪。
3. 脂肪的转化
- 脂肪在脂肪酶的催化下分解为甘油和脂肪酸。甘油经磷酸化后转变为磷酸甘油,再进一步氧化分解,进入糖酵解途径或三羧酸循环,为种子萌发提供能量。脂肪酸经过β - 氧化,生成乙酰辅酶A,也进入三羧酸循环产生能量。此外,脂肪分解产生的中间产物还可用于合成新的脂肪和磷脂,用于构建细胞膜等结构。
4. 呼吸作用增强
- 种子萌发过程中,呼吸作用的速率会显著提高。有氧呼吸是种子萌发时主要的呼吸方式,它能高效地利用葡萄糖等有机物,产生大量的能量(ATP),用于种子细胞的分裂、生长和物质运输等生理过程。在种子萌发初期,当氧气不足时,也会进行无氧呼吸作为补充,但无氧呼吸产生的能量较少,而且会积累酒精或乳酸等对细胞有害的物质。
5. 激素调节
- 种子内部的激素水平发生变化,对有机物质的转化和利用起到调节作用。例如,赤霉素能促进淀粉酶等水解酶的合成和分泌,加速淀粉等储存物质的分解;生长素可以促进细胞的伸长和分裂,参与种子萌发后的幼苗生长;细胞分裂素有助于细胞分裂,对胚根和胚芽的生长有促进作用。这些激素相互协作,保证种子萌发过程中有机物质的合理分配和利用。
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