第二节-种子的形态结构与分类

第二节与分类种子的形态构造案例分析——神奇“魔豆”字从何来?2004年6月,北京市场出现一种神奇的“魔豆”:打开易拉罐,出现一棵绿油油的豆苗,左右两片子叶背面有清秀的字迹,或“我爱你”或“天长地久”或“恭喜发财”……随意挑选,或观赏或赠送亲朋.您能解释这种现象吗?您能制作出类似产品吗?种子植物种类繁多，所产生种子的形态、构造各异。掌握种子形态构造的差异，是进行种子鉴别、纯度检测、清选分级、加工包装、安全贮藏的基础。一、种子的外部形态种子外部形态包括外形及种被上的构造。（一）种子外部性状——植物种子外形千姿百态。外形由形状、颜色、大小三方面性状构成。•形状——有圆（球）、椭圆、肾、牙齿形、纺锤、三棱形、卵、扁卵、盾、钱币形、头颅形、等形。•颜色——种子因存在不同的色素而呈现各种颜色。不同种子色素存在部位不同，有存在果皮、种皮、糊粉层、胚乳、子叶等部位。作物不同，种子颜色不同；同一作物不同品种，种子颜色不同；不同成熟度、不同生态区，种子颜色也不同。•大小——种子大小的表示方法有两种，一种是长、宽、厚，多用于清选分级；另一种是千粒重，用于表示种子质量并计算播种量。不同植物的种子大小差异极悬殊，既使同一作物不同品种种子大小差异也很大（附表1），且易受环境条件影响。表1-1主要作物种子的大小种子大小(mm/粒)作物长宽(Ф)厚千粒重(g)水稻5.0~11.02.5~3.51.5~2.515~43小麦4.0~8.01.8~4.01.6~3.615~88玉米6.0~17.05.0~11.02.7~5.850~1000大麦7.0~14.62.0~4.21.2~3.620~55稷2.6~3.51.5~2.01.4~1.73~8大豆6.0~9.04.0~8.03.0~6.5130~220花生10.0~20.07.5~13.0-500~900蓖麻9.0~12.06.0~7.04.5~5.5100~700烟草0.66~0.960.45~0.740.35~0.450.05~0.20番茄4.0~5.03.0~4.00.8~1.12.5~4.0（二）种被上的构造真种子由胚珠发育而成，种皮上常留有胚珠时期的遗迹；果实种子由子房发育而成，果皮上也多留有子房的遗迹，而假果的果皮外还常附有宿存的花被。不同植物不同品种间这些遗迹在着生部位、大小、颜色、形状等方面有明显差异，是进一步鉴别种子的重要依据。种皮上有哪些构造？一般可看到：1、种脐（hilum）——种子从种柄上脱落时留下的疤痕，或说是种子附着在胎座上的部位所有种子均有种脐，尤以豆类最明显。种脐的形状、颜色、凹凸因植物种类、品种而不同。有些种子脱落时种柄的残片附着在脐上，称为脐褥或脐冠，如蚕豆、扁豆。2、发芽口（micropyle）——又称种孔，是珠孔的遗迹，位置正对着胚根的尖端，种子萌发时胚根由此伸出。3、脐条（raphe）——又称种脊或种脉，是倒生或半倒生胚珠从珠柄通到合点的维管束遗迹4、内脐（chalazal）——是胚珠时期合点的遗迹，位于脐条的终点部位，稍呈突起状棉花、豆类明显，是种子萌发时最先吸胀的部位。棉花种子外形1内脐2种毛3脐条4脐发芽口5、种阜（strophiole）——靠近种脐部位种皮上的瘤状起，由外种皮细胞增殖或扩大形成。蓖麻、西瓜种子明显，豆类亦有。蓖麻种子外形1内脐2发芽口3脐条4种阜种皮上这些构造的位置，为什么在不同作物种子上会有如此大的差异？主要与形成种子的胚珠类型有关：直生胚珠形成的种子——脐位于种子基部而发芽口位于种子顶端，内脐与种脐紧邻，无脐条，如银杏、板栗核桃等；倒生胚珠形成的种子——脐和发芽口紧邻位于种子基部，内脐位于种子顶部，脐条长；半倒生胚珠形成的种子——脐位于种子侧面，发芽口紧靠脐的下端，内脐位于脐的上端，脐条很短位于脐和内脐之间。合点：内脐珠柄：种脐珠孔：发芽口缝线：脐条珠心：外胚乳外珠被：外种皮内珠被：内种皮胚囊：反足细胞助细胞（发育过程解体）极核卵细胞合子胚•一般果实种子果皮上常见的构造有：果脐、发芽口、茸毛、花柱遗迹（残物）果脐有的裸露，如小麦、高粱，有的外附果柄，如玉米；发芽口多数为果皮所掩。果脐、发芽口的位置亦由子房内胚珠的类型所决定，与真种子相同。外果皮上茸毛的长短、疏密，花柱遗迹的凹凸和明显程度，因作物品种而异，可作为种子鉴别的依据。另有一些果实种子外面或附有花萼、或内外颖、护颖，其形状、颜色亦可作为品种鉴别的依据。二、种子的内部结构种子的内部结构具有共同性，均由种被、种胚和胚乳三大部分构成。1.种被：是种子外表的保护组织。果实种子的种被包括果皮(pericarp)和种皮(seedcoat)，真种子的种被仅包括种皮。干种子的种被绝大多数由胞壁加厚的死细胞构成。种被结构的致密程度、厚薄、强度等对种子的干燥、加工、休眠、寿命、发芽等有影响。2.种胚(embryo):通常是由受精卵即合子发育而成的幼小植物体，是种子中最重要的部分。种胚胚本部胚芽——位于胚轴上端，由生长点+真叶或仅由生长点构成，为茎叶的原始体；禾本科有胚芽鞘。胚轴——又称胚茎，为胚芽、胚根的连接部分，位于子叶以下，又称下胚轴；其在萌发时伸长程度，决定子叶出土与否。胚根——位于胚轴下端，萌发后长成植株的地下部分。多数种子仅1条胚根，禾本科胚根外有胚根鞘,还有2-3条次生胚根，子叶——为种胚的幼叶，常较真叶厚且大，有的有叶脉。子叶的数目、功能因植物而不同单子叶双子叶多子叶胚的大小、形状及在种子中的位置因植物种类而不同。一般把胚分为六种类型（图2-17）:（1）直立型；（2）弯曲型；（3）螺旋型；（4）环状型；（5）折叠型；（6）偏左型。3.胚乳：是有胚乳种子的贮藏组织内胚乳(endosperm,3n）——由受精极核发育而成胚乳又分外胚乳(perisperm,2n)——由珠心细胞发育而成常见裸子植物的胚乳(1n)——由雌配子体发育而成绝大多数被子植物的胚乳为内胚乳，少数植物如甜菜、菠菜的胚乳为外胚乳。三类胚乳在外观、功能上无明显区别，属于同功不同源。胚乳的位置、组织的质地、细胞的结构和所含物质种类因植物种类有很大差异，同一植物不同品种也不尽相同位于胚的四周——蓖麻、荞麦位于胚的中央——甜菜位于胚的侧上方——禾本科位于种子基部——银杏与胚体相互镶嵌——葱类绝大多数种子的胚乳为固体，极少数如椰子为液体；固体胚乳中多数为薄壁细胞如禾本科，少数为厚壁细胞如葱。油质种子的胚乳主要成分是脂肪、蛋白质,粉质种子的胚乳主要含淀粉。禾谷类种子胚乳糊粉层、淀粉层之分，角质、粉质之分。种子的结构糠,麸:bran胚芽:plumule盾片:scutellum胚根:Radicel粉质胚乳:flouryendosperm角质胚乳:hornyendosperm糊粉层细胞:aleuronecelllayer淀粉层细胞:starchgranules外果皮:epidermis中果皮:mesocarp种皮:teste三、种子的植物学分类种子分类方法很多，可根据需要选择不同方法。常用的有两种：1.根据胚乳有无分类——依据种子中胚乳的有无和多少分为：（1）有胚乳种子——具较发达的胚乳的种子内胚乳发达种子——绝大多数作物种子外胚乳发达种子——菠菜、甜菜、石竹、苋菜内外胚乳同时存在种子——姜、胡椒若依胚乳来源，可分单子叶有胚乳种子——禾本、姜、百合科等双子叶有胚乳种子——大戟、蓼、茄、伞、藜等科若依子叶数目，又可分（2）无胚乳种子——完全无胚乳或有极少量胚乳的种子，此类种子是在发育的中后期，胚乳被胚消耗，因而胚特别是子叶发达。主要有豆科、十字花科、锦葵科、葫芦科、菊科、蔷薇科等。2.根据植物形态学分类——根据种子的形态构造特点，把种子分为五大类：（一）包括果实及其外部附属物（芒、颖、苞叶、宿萼）（二）包括果实全部（三）包括种子及果皮一部分（内果皮）（四）包括种子的全部（五）包括种子的主要部分（外种皮脱去）