2025年新版大學(xué)種子學(xué)題庫及答案一、名詞解釋1.種子活力：指種子在廣泛環(huán)境條件下快速、整齊萌發(fā)并形成正常幼苗的潛在能力，是衡量種子質(zhì)量的綜合指標(biāo)，包含萌發(fā)速度、抗逆性及成苗潛力等多維度特性。2.硬實(shí)：某些植物種子因種皮結(jié)構(gòu)致密（如角質(zhì)層厚、柵欄細(xì)胞排列緊密）或含蠟質(zhì)、果膠等物質(zhì)，導(dǎo)致水分和氣體無法透入，長期處于休眠狀態(tài)的現(xiàn)象，常見于豆科、藜科等植物。3.種子壽命：種子從完全成熟到喪失生活力的時(shí)間跨度，受遺傳特性（如種皮透性、內(nèi)含物成分）和貯藏條件（溫度、濕度、氣體環(huán)境）共同影響，可分為長命（>15年）、中命（3-15年）和短命（<3年）三類。4.胚乳吸器：種子發(fā)育過程中，胚乳細(xì)胞向周圍組織延伸形成的管狀或指狀結(jié)構(gòu)，具有吸收母體組織養(yǎng)分（如糖類、氨基酸）并轉(zhuǎn)運(yùn)至胚乳或胚的功能，常見于禾本科（如玉米）、茄科等植物。5.種子引發(fā)：通過控制種子吸水至萌發(fā)準(zhǔn)備階段（未突破種皮），結(jié)合滲透調(diào)節(jié)（如PEG溶液）、化學(xué)處理（如赤霉素）或生物調(diào)控（如有益微生物），促進(jìn)酶系統(tǒng)活化、膜修復(fù)及貯藏物質(zhì)預(yù)動員，從而提高萌發(fā)整齊度和抗逆性的技術(shù)。二、簡答題1.簡述種皮的結(jié)構(gòu)與功能的對應(yīng)關(guān)系。種皮由珠被發(fā)育而來，結(jié)構(gòu)分內(nèi)外兩層：外種皮通常由厚壁細(xì)胞（如石細(xì)胞、纖維細(xì)胞）構(gòu)成，表面可能有蠟質(zhì)層或角質(zhì)層（如油菜），其功能為機(jī)械保護(hù)（抵御機(jī)械損傷、微生物侵染）和調(diào)控透性（限制水分/氣體過度進(jìn)出）；內(nèi)種皮多為薄壁細(xì)胞，部分植物（如豆科）內(nèi)種皮含色素層（如大豆種皮的色素細(xì)胞），參與光信號感知（影響硬實(shí)形成）或物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（如運(yùn)輸母體提供的礦質(zhì)元素）。此外，種臍、種孔等結(jié)構(gòu)分別承擔(dān)水分初始吸收（種孔）和維管束遺跡（種臍）功能，共同維持種子活力。2.種子成熟的生理生化標(biāo)志有哪些？種子成熟的生理標(biāo)志包括：①形態(tài)成熟（大小、顏色固定，如小麥籽粒變硬、呈本品種色澤）；②含水量下降（多數(shù)作物降至15%-20%，油料作物更低）；③呼吸速率顯著降低（代謝由合成轉(zhuǎn)向貯藏）。生化標(biāo)志為：①貯藏物質(zhì)積累完成（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪達(dá)最大值，如玉米籽粒淀粉含量>70%）；②保護(hù)性物質(zhì)（如抗氧化酶SOD、CAT，以及酚類、類黃酮）含量升高（提高抗老化能力）；③脫落酸（ABA）積累至峰值（誘導(dǎo)休眠，防止穗萌）；④低分子物質(zhì)（如可溶性糖、游離氨基酸）轉(zhuǎn)化為大分子（如淀粉、蛋白質(zhì)），降低滲透勢，減少吸脹損傷風(fēng)險(xiǎn)。3.光對種子萌發(fā)的調(diào)控機(jī)制是什么？舉例說明需光種子和需暗種子的典型代表。光通過光敏色素（phytochrome）系統(tǒng)調(diào)控萌發(fā)：光敏色素有紅光吸收型（Pr）和遠(yuǎn)紅光吸收型（Pfr）兩種形式，Pr吸收紅光（660nm）轉(zhuǎn)化為Pfr（活性形式），促進(jìn)萌發(fā)；Pfr吸收遠(yuǎn)紅光（730nm）或黑暗中緩慢轉(zhuǎn)化為Pr（非活性形式），抑制萌發(fā)。需光種子（如萵苣、煙草）萌發(fā)需Pfr積累，其種皮透紅光，光照后Pfr增加，激活GA合成基因（如GA3ox），促進(jìn)水解酶（如α-淀粉酶）分泌，分解胚乳供能；需暗種子（如西瓜、番茄）萌發(fā)需Pr占主導(dǎo)，光照下Pfr積累反而抑制，可能因Pfr誘導(dǎo)ABA合成或抑制胚細(xì)胞分裂。4.簡述種子活力與發(fā)芽率的區(qū)別和聯(lián)系。區(qū)別：①定義不同：發(fā)芽率是適宜條件下萌發(fā)成正常幼苗的比例（反映潛在萌發(fā)能力），活力是廣泛環(huán)境下快速整齊萌發(fā)的能力（反映抗逆性和出苗可靠性）；②測定條件不同：發(fā)芽率在最適條件（如25℃、充足水分）下測定，活力需在逆境（如低溫、干旱、高鹽）或加速老化（40℃、100%RH）條件下測定；③生理基礎(chǔ)不同：發(fā)芽率主要與胚完整性、貯藏物質(zhì)是否充足有關(guān)，活力還涉及膜系統(tǒng)完整性、抗氧化酶活性、修復(fù)能力等。聯(lián)系：活力是發(fā)芽率的擴(kuò)展，高活力種子必然具有高發(fā)芽率（基礎(chǔ)），但高發(fā)芽率種子可能因活力低（如膜受損）在逆境下無法成苗。5.硬實(shí)種子的形成原因及打破方法有哪些？形成原因：①種皮結(jié)構(gòu)：柵欄細(xì)胞層厚（如苜蓿）或含明線（豆科種子的馬氏細(xì)胞層），阻礙水分滲透；②化學(xué)組成：種皮含蠟質(zhì)（如向日葵）、角質(zhì)（如紫云英）或果膠（如刺槐），降低透水性；③遺傳特性：野生種或馴化程度低的品種硬實(shí)率高（如野生大豆硬實(shí)率>90%）。打破方法：物理法（機(jī)械摩擦種皮，如砂紙打磨；變溫處理，如冷凍-解凍循環(huán)破壞種皮結(jié)構(gòu)）；化學(xué)法（濃硫酸浸泡（5-30min）腐蝕種皮，或氫氧化鈉溶液軟化蠟質(zhì)）；生物法（利用微生物（如木霉）分泌的纖維素酶降解種皮成分）；預(yù)濕干熱處理（如60℃干熱30min后吸水，促進(jìn)種皮開裂）。6.種子貯藏過程中劣變的主要表現(xiàn)及延緩措施。劣變表現(xiàn)：①生理代謝紊亂：呼吸速率異常升高（消耗貯藏物質(zhì)），膜透性增加（電解質(zhì)外滲，電導(dǎo)率上升）；②酶活性下降：α-淀粉酶、脫氫酶等水解酶和代謝酶失活（影響萌發(fā)時(shí)物質(zhì)動員）；③遺傳物質(zhì)損傷：DNA斷裂、染色體畸變（導(dǎo)致畸形苗或死苗）；④外觀變化：種皮變色（如褐變）、異味（脂肪酸敗產(chǎn)生酸臭味）。延緩措施：控制貯藏條件——低溫（0-5℃抑制酶活性）、低濕（種子水分降至安全含水量，如禾本科12%-14%，油料8%-10%）、低氧（充氮?dú)饣駽O?降低呼吸）；使用抗氧劑（如維生素E、沒食子酸丙酯）抑制脂類過氧化；定期檢測（如活力測定、發(fā)芽率監(jiān)測），及時(shí)更新種子；對于頑拗性種子（如芒果、可可），采用保濕貯藏（10-15℃，高濕度90%-95%）或超低溫保存（-196℃液氮冷凍）。7.胚乳在種子萌發(fā)中的作用有哪些？舉例說明不同類型胚乳的功能差異。胚乳是多數(shù)種子（如禾本科、茄科）的貯藏組織，作用包括：①營養(yǎng)供給：含淀粉（小麥胚乳淀粉占干重70%）、蛋白質(zhì)（玉米胚乳醇溶蛋白）、脂肪（蓖麻胚乳脂肪>60%），萌發(fā)時(shí)被水解為可溶性糖、氨基酸、脂肪酸供胚利用；②調(diào)控萌發(fā)：某些胚乳含萌發(fā)抑制物（如番茄胚乳的ABA），需胚分泌GA誘導(dǎo)糊粉層產(chǎn)生水解酶（如β-葡聚糖酶）降解抑制物；③物理支撐：禾本科胚乳（如水稻）的糊粉層細(xì)胞壁厚，為胚突破種皮提供機(jī)械壓力緩沖。功能差異：單子葉有胚乳種子（如小麥）的胚乳為主要貯藏器官，糊粉層分泌水解酶（α-淀粉酶）；雙子葉有胚乳種子（如蓖麻）的胚乳富含脂肪，萌發(fā)時(shí)脂肪酶活性升高，通過乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)化為糖；無胚乳種子（如大豆）的子葉行使貯藏功能，胚乳在發(fā)育早期被吸收。8.種子引發(fā)技術(shù)的原理及主要應(yīng)用場景。原理：種子引發(fā)通過控制吸水至萌發(fā)準(zhǔn)備階段（水勢-1.2至-0.2MPa，如PEG-6000溶液），使種子完成“預(yù)萌發(fā)”過程：①膜系統(tǒng)修復(fù)（磷脂重新排列，降低透性）；②酶活化（如DNA聚合酶、ATP酶啟動，但未達(dá)到萌發(fā)所需閾值）；③貯藏物質(zhì)預(yù)分解（如淀粉部分水解為可溶性糖，供萌發(fā)初期快速利用）；④抗氧化系統(tǒng)激活（SOD、POD活性升高，減少自由基損傷）。應(yīng)用場景：①提高逆境萌發(fā)能力（如低溫種子田，玉米引發(fā)后5℃萌發(fā)率從30%升至70%）；②加速萌發(fā)整齊度（蔬菜種子如番茄，引發(fā)后發(fā)芽勢提高40%）；③修復(fù)老化種子（陳種子引發(fā)后活力恢復(fù)，如水稻陳種發(fā)芽率從65%升至85%）；④克服硬實(shí)（結(jié)合滲透調(diào)控軟化種皮，如紫云英硬實(shí)率從90%降至10%）。三、論述題1.論述種子活力的生理基礎(chǔ)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)踐意義。種子活力的生理基礎(chǔ)包括：①膜系統(tǒng)完整性：高活力種子膜脂不飽和脂肪酸含量高（如亞麻酸），膜相變溫度低，低溫下保持流動性，減少電解質(zhì)滲漏（電導(dǎo)率低）；②抗氧化系統(tǒng)活性：SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（過氧化氫酶）、POD（過氧化物酶）活性高，有效清除萌發(fā)時(shí)產(chǎn)生的O??、H?O?等自由基，防止膜脂過氧化（丙二醛MDA含量低）；③貯藏物質(zhì)質(zhì)量與動員效率：高活力種子貯藏物質(zhì)（如小麥的面筋蛋白、油菜的芥酸）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，萌發(fā)時(shí)α-淀粉酶、脂肪酶等水解酶活性高，能快速將淀粉、脂肪轉(zhuǎn)化為可溶性糖、脂肪酸供胚利用；④DNA修復(fù)能力：DNA連接酶、聚合酶活性高，可修復(fù)貯藏過程中產(chǎn)生的單鏈斷裂或堿基損傷，保證遺傳信息完整傳遞。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)踐意義：①提高出苗率和整齊度：高活力種子在田間逆境（如低溫、干旱、土壤板結(jié)）下仍能快速出苗，減少補(bǔ)苗成本（如玉米活力指數(shù)每提高10%，缺苗率降低15%）；②保障產(chǎn)量與品質(zhì)：活力高的種子幼苗生長健壯（根冠比大、光合面積大），后期穗粒數(shù)、千粒重顯著增加（如小麥高活力種子增產(chǎn)8%-12%）；③降低貯藏風(fēng)險(xiǎn)：高活力種子耐貯藏性強(qiáng)（相同條件下壽命延長2-3年），減少種子企業(yè)因陳化導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失；④支持精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：活力均勻的種子適合機(jī)械化精量播種（單粒播種合格率>95%），節(jié)約種子用量（如玉米單粒播種比傳統(tǒng)播種節(jié)省種子50%）；⑤抗逆栽培需求：在鹽堿地、冷涼地區(qū)等邊際土地，高活力種子是實(shí)現(xiàn)作物成功定植的關(guān)鍵（如水稻旱直播中，活力指數(shù)≥80的種子成苗率可達(dá)85%以上）。2.分析頑拗性種子的貯藏難點(diǎn)及當(dāng)前主要解決策略。頑拗性種子（如芒果、可可、荔枝）的貯藏難點(diǎn)：①高含水量：成熟時(shí)含水量40%-60%（遠(yuǎn)高于安全含水量），脫水至30%以下即喪失活力（因膜系統(tǒng)對脫水敏感，脂類相變導(dǎo)致膜破裂）；②不耐低溫：0-10℃即發(fā)生冷害（如可可種子5℃貯藏1周，發(fā)芽率從90%降至10%），因細(xì)胞內(nèi)自由水結(jié)冰形成冰晶，損傷細(xì)胞器；③代謝活躍：采收后仍保持較高呼吸速率（如芒果種子呼吸速率是orthodox種子的5-10倍），消耗貯藏物質(zhì)（淀粉、脂肪快速分解），導(dǎo)致活力下降；④微生物易侵染：高水分環(huán)境利于真菌（如鐮刀菌）、細(xì)菌繁殖（如軟腐病菌），加速種子腐爛（荔枝種子常溫貯藏3天霉變率達(dá)40%）。當(dāng)前解決策略：①保濕貯藏：控制溫度10-15℃（略高于冷害閾值），相對濕度90%-95%（如可可種子用濕潤泥炭蘚包裹，貯藏期延長至6周），減少水分蒸發(fā)（保持含水量>40%）；②超低溫保存：采用玻璃化法（如PVS2溶液預(yù)處理，快速投入液氮-196℃），使細(xì)胞內(nèi)水分形成無定形玻璃態(tài)，避免冰晶損傷（如芒果種子玻璃化保存后解凍，發(fā)芽率可達(dá)65%）；③化學(xué)調(diào)控：添加ABA（100μmol/L）抑制萌發(fā)（如荔枝種子ABA處理后，貯藏期從2周延長至4周），或使用殺菌劑（如噻苯咪唑）抑制微生物（荔枝種子多菌靈處理后霉變率降至5%）；④預(yù)脫水-包埋：將種子緩慢脫水至臨界含水量（如可可種子從50%降至35%），用海藻酸鈉包埋形成人工種皮（減少水分流失），結(jié)合低溫（12℃）貯藏（貯藏期延長至8周）；⑤代謝抑制：低氧（O?濃度<5%）或高CO?（10%-20%）環(huán)境降低呼吸速率（如芒果種子在5%O?+15%CO?中，呼吸速率下降60%），延緩物質(zhì)消耗。3.以擬南芥為例，論述脫落酸（ABA）與赤霉素（GA）在種子萌發(fā)中的拮抗作用機(jī)制。在擬南芥種子中，ABA與GA通過信號通路互作調(diào)控萌發(fā)，主要機(jī)制包括：（1）合成與代謝調(diào)控：ABA合成：逆境（如干旱）或成熟后期，胚乳細(xì)胞中NCED（9-順式環(huán)氧類胡蘿卜素雙加氧酶）基因表達(dá)上調(diào)，催化玉米黃質(zhì)轉(zhuǎn)化為ABA，ABA含量升高誘導(dǎo)休眠。GA合成：萌發(fā)時(shí)，胚細(xì)胞感知光/溫度信號，激活GA3ox（GA3β-羥化酶）基因，將無活性的GA9轉(zhuǎn)化為活性GA4（生物活性最高的GA），GA含量增加促進(jìn)萌發(fā)。代謝降解：ABA通過CYP707A（ABA8'-羥化酶）降解為PA（相酸），GA通過GA2ox（GA2β-羥化酶）轉(zhuǎn)化為無活性的GA34，二者代謝酶的表達(dá)受對方調(diào)控（如GA誘導(dǎo)CYP707A表達(dá)，促進(jìn)ABA降解）。（2）信號通路拮抗：ABA信號：ABA與受體PYR/PYL/RCAR結(jié)合，抑制PP2C（蛋白磷酸酶2C）活性，解除對SnRK2（SNF1相關(guān)蛋白激酶2）的抑制，SnRK2磷酸化ABF（ABA響應(yīng)元件結(jié)合因子），激活下游基因（如LEA（胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白）、RD29A（脫水響應(yīng)蛋白）），維持休眠（抑制胚細(xì)胞伸長）。GA信號：GA與受體GID1（GA不敏感矮化蛋白1）結(jié)合，促進(jìn)DELLA蛋白（如RGA、GAI）泛素化降解（通過SCF^SLY1E3連接酶），解除DELLA對PIF（光敏色素相互作用因子）、MYB等轉(zhuǎn)錄因子的抑制，激活水解酶基因（如α-淀粉酶Amy3、木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶XET），促進(jìn)胚乳軟化和胚根伸長。（3）下游基因調(diào)控的互作：胚乳軟化：GA誘導(dǎo)糊粉層表達(dá)XET（木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶），分解細(xì)胞壁成分（木葡聚糖），軟化胚乳；ABA抑制XET表達(dá)，并誘導(dǎo)胚乳細(xì)胞表達(dá)XIP（木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶抑制蛋白