种子学chapter2.3 种子的化学成分与利用[精]
种子学 (第二章2.3) 种子化学成分与利用
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第三节 种子的化学成分与利用
不同类型稻米中直链淀粉和支链淀粉含量差异： 籼稻米——含直链淀粉25%以上； 粳稻米——含直链淀粉 < 20 ~ 20%； 糯稻米——几乎100%支链淀粉。 与碘反应：呈紫红色，为糯性；呈兰黑色 ，为非糯性。
张玲丽
西北农林科技大学
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第三节 种子的化学成分与利用
第三节 种子的化学成分与利用
一、 种子中的主要化学成分及其分布、利用
二、 种子水分
三、 种子中的主要贮藏物质 四、 种子中的生理活性物质 五、 种子中的其它化学物质
张玲丽
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第三节 种子的化学成分与利用
一、种子中主要化学成分 1. 根据化学成分的生理功能 分类 结构物质－－蛋白质、纤维素和半纤维素、磷脂、果胶、木质素等。 遗传物质－－ RNA和DNA两类。 贮藏物质－－蛋白质、淀粉、脂肪等 。
胚乳－－含有整个种子全部淀粉和大部分的蛋白质，是种子营养物 质的储藏库， 具有一定的营养价值较高，耐贮藏。
糊粉层－－含有丰富的蛋白质(以糊粉粒形式存在)、脂肪、矿物质。 皮层－－富含纤维素和矿物质，具有较强的韧性和强度。
麸皮 = 皮层 + 糊粉层 + 胚
营养丰富 耐贮性差
科学加工利用
米糠
第三节 种子的化学成分与利用
生理活性物质－－激素(如IAA、GA、ABA等)， 维生素(如VA、
VB、VC等)、酶类(氧化还原酶类、水解酶类等)。 色素与毒素－－色素如胡萝卜素、花青素、黄铜色素等，毒素有棉
水分
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酚、单宁、皂苷、芥子苷和芥酸等。
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种子学 (第二章2.3) 种子化学成分与利用
临界水分：高－－安全水分可以高；
低－－安全水分必须低。 ▲ 种子的贮藏环境：气候条件－－低温干燥，可以高一些； 仓贮条件－－好，可以高一些。
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第三节 种子的化学成分与利用
我国北方，干燥、低温——种子贮藏的安全水分可以高一些； 我国南方，潮湿、高温——种子贮藏的安全水分要求应低。
作为溶剂，能引起种子强烈生命活动。 0℃能结冰，容易从种子中蒸 发出去。
2.结合水（束缚水）
指牢固地和种子中的亲水胶体结合在一起，不能自由流动的水， 不具普通水性质，不具有溶剂的性能且不容易蒸发，不易引起种子
强烈生命活动， 0℃下不结冰。
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第三节 种子的化学成分与利用
种子中水分的存在状态与种子的生命活动密切相关： 只存在结合水时，新陈代谢极微弱，易贮藏； 游离水出现，呼吸强度迅速升高，代谢旺盛，病虫滋生; 达一定限度，出现萌发。
淀 粉
蛋白质 脂 肪 纤维素 糖 分
张玲丽
100
100 100 100 100
100
65 25 5以下 80
0
20左右 55 15 18.5左右
0
5左右 0 75 0
0
10以下 20 5左右 1.5左右
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禾谷类作物种子各部分的化学成分共性：
胚－－几乎不含或少量淀粉，富含蛋白质、脂肪、可溶性多糖，维生 素、矿物质，营养价值高，但不耐贮藏（易被微生物浸染和仓 虫危害）。
水基，因此各种种子均具有亲水性。蛋白质分子中含有两种极性 基，故亲水性最强；脂肪分子中不含极性基，所以表现疏水性。 一般禾谷类种子的临界水分为12～14%， 油质种子为8～10%。
种子化学成分
束缚水(结合水)： 被种子中的亲水胶体紧紧吸引， 不能自由流动的水。 （1）与亲水物质紧密结合； （2）不具有普通水的性质，0℃以下不结冰； （3）只有加温加压才蒸发掉一部分； （4）不能做溶剂，不易引起种子强烈生命活动 。
种子中水分的存在状态与种子的生命活动密切相关： • 只存在束缚水时，新陈代谢极微弱，易贮藏。 • 自由水出现，呼吸强度迅速升高，代谢旺盛，病 虫滋生; 达一定限度，出现萌发。
我国南方：潮湿、高温 —— 安全水分应该低； 北方：干燥、低温 —— 安全水分可以高一些。 安全水分确定应因时、因地、因种子量、种子用途而定。 安全水分定的越低，越有利于种子贮藏，但成本增加。
（三）种子的吸湿性和平衡水分
1. 吸附和解析： 种子是具多孔性毛细管结构的胶体，种子的表 面和毛细管内壁具有吸附外界水蒸汽或其它气体的能力（吸 附）。同样，种子吸附的气体分子也具有从种子的表面和毛细 管内部释放到空气中的能力（解吸） 。 2. 种子的水分随着吸附与解吸过程的变化而变化；种子吸附与 解吸则随种子所处的温湿度的变化而变化。 3. 平衡水分：当种子在相对稳定的温湿度条件下，经过一定时 间后，种子对水汽的吸附与解吸达到动态平衡， 此时的种子含 水量就称为该条件 下的平衡水分。
链淀粉两种，为白色粉状物，比重较大（干1.6，湿1.3）。
（20-25%）
（75-80%）
籼米
粳米
糯米
稻米： 籼稻米 —— 含直链淀粉＞25%； 粳稻米 —— 含直链淀粉 < 20 %； 糯稻米 —— 几乎100%支链淀粉。
胚乳+碘
紫红 —— 糯性 兰黑 —— 非糯性
几种植物淀粉粒的显微照片
不同作物种子的淀粉特征（王景升，1994）
禾 本 科 胚 乳 中 的 蛋 白 体
第三节 种子化学成分及其利用
平衡水分是衡量种子吸湿性动态变化的主要指标！ 温度不变时，平衡水分与外界 相对湿度呈正比 相对湿度不变，平衡水分与温 度呈反比 温湿度均不变，平衡水分因作 物种类而异： 油分含量高——平衡水分低
一般的变化规律是
自然条件下，种子实际含水量与当时条件下的平 衡水分常有一定差距，依此进行仓贮管理： 种子含水量 > 平衡水分——通风、晾晒
种子 糖类
不溶性糖——很多，主要有淀粉、纤维素、半纤维素、
果胶 等
1、 淀粉——由葡萄糖缩合而成，为白色粉状物
比重较大
干1.6 湿1.3
淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳、子叶中，具晶体结构（图） 淀粉粒的形状、结构、大小因作物、部位而不同：
就作物而言，小麦、玉米种子中的淀粉粒以单粒为主，水稻、 燕麦则以复粒为主；马铃薯块茎中的椭圆形，直径约45µ m，豆类 子叶中的近球形，直径32~45 µ m，稻谷的最小, 直径约7.5 µ m。
结实。
赤霉素（GA）—— 种子具合成GA能力，种子中GA含量高于 植株其它部分。能促进种子、果实生长， 调控种子休眠与萌发，常用于种子 处理。
细胞分裂素（CK）——幼果和未成熟种子是CK的主要合成场
所。CK的作用主要是促进细胞分裂，从种 子 形成到旺盛生长期含量很高，种子长大 进入成熟期开始逐渐降低，种子完熟时 及至消失，萌发时又重新出现。CK能打 破因ABA存在导致的种子休眠。
2.种子的临界水分和安全水分：
临界水分即自由水和束缚水的分界，指自由水刚刚去尽，留 下的为达饱和程度的束缚水时的种子含水量，又称束缚水量。 临界水分只因种子化学成分的不同而异，亲水胶体含量高, 亲 水物质亲水性强，种子的临界水分就高，如蛋白质种子。 一般禾谷类种子的临界水分为12—13%，油质种子为9—10% （含油量愈高，临界水分愈低） 种子的临界水分是种子安全水分确定的主要依据。
种子中的各种成分
第三章种子的化学成分了解种子的化学成分使我们了解种子生命活动的规律。
确定种子在各方面的利用价值，为贮藏、加工、检验、选育新品种提供依据。
第一节农作物种子化学成分及其分布（一）主要化学成分的生理作用1、生命活动的基质－－蛋白质2、生命活动的能源－－淀粉、脂肪，蛋白质有时也可以作为能源3、生理活性物质－－酶、维生素、生长素4、生命活动的介质和生化变化的参与者－－水（二）主要作物种子的化学成分按其主要化学成分状况及用途，分为粉质种子、蛋白质种子和油质种子三大类。
粉质种子大部分化学成分贮存在胚乳内；而蛋白质种子(豆类)及油质种子绝大部分化学成分贮存在子叶内。
1、禾谷类主要贮藏物质的含量：淀粉70％左右蛋白质10％左右，脂肪1－3％比较水稻、小麦、玉米：淀粉--差异不大；蛋白质--小麦>玉米>水稻脂肪--玉米>小麦>水稻玉米胚大，含油高2、豆类（1）分二种类型蛋白质高，糖类也高－－豌豆、菜豆、蚕豆、绿豆蛋白质高，脂肪也高－－大豆、花生（2）比较大豆、花生大豆蛋白质高，花生脂肪高3、油质种子总的看，含油量高，蛋白质含量也高－－芝麻、向日葵、油菜（三）种子化学成分的分布1、禾谷类种子各部分的比率（重量）水稻稃壳20-25%皮部(果种皮)10-15% 米粒（糙米）75-80%糊粉层胚乳淀粉层60-70%胚 2.5-4%2、种子各部分的化学成分胚－－无淀粉；多蛋白质、脂肪、可溶性糖、灰分、维生素。
特点：营养好，难贮藏胚乳－－包括全部淀粉；蛋白质绝对量大，但相对量低；脂肪少糊粉层－－类似胚果种皮－－只有纤维素含量高第二节种子水分(一)种子中水分存在的状态游离水(自由水) 结合水(束缚水)可作为溶剂不能作为溶剂0℃可以结冰0℃不结冰自然条件下容易从种子中蒸发自然条件下不易蒸发，强烈日光或人工加温才蒸发引起强烈的生命活动不能引起强烈的生命活动含水量低种子可能无游离水（二）种子临界水分和安全水分1、临界水分----当种子中游离水刚去尽，留下全部结合水时的水分，其含量因作物种类而不同。
种子的化学成分(1)
第一节 种子的主要化学成分及其含量
一、种子的主要化学成分 1、种子中的化学成分复杂多样。 依化学组成分，主要有：糖类、脂类、蛋 白质、其他含氮物质、维生素、酶、色素、水 和矿物质等。
结构物质, 如结构蛋白、核酸、磷脂、纤维素等
依 功
贮藏物质，如淀粉、可溶性糖、贮藏蛋白、脂肪等
种类少，含量少。
不溶性糖——很多，主要有淀粉、纤维素、半纤维素、 果胶等 1、淀粉
淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳、子叶中，具晶 体结构。
淀粉粒的形状、结构、大小因作物、部位而不同。
淀粉的分布与含量 淀粉是植物种子中分布最广泛的化学成分，
是禾谷类作物种子最主要的贮藏物质。主要分 布于种子的胚乳细胞中或无胚乳种子的子叶中， 胚和种皮中一般不含淀粉。
磷脂具一定亲水性，具有限制种子透水性、 阻氧化作用，有利于种子生活力保持。
三 蛋白质——是种子中的主要含N物质，另有 极少量非蛋白质态N（游离氨基酸、酰胺类）， 分布于胚和糊粉层中。
1. 种子蛋白质的种类
种子蛋白质
简单（贮藏）蛋白——仅由氨基酸组成 复合（结构）蛋白—简单蛋白+非蛋白部分 酶蛋白——生理活性物质
异构酶类
合成（连接）酶类
种子中均有。
生理状态不同，种 子中酶活性不同
发育成熟过程中，各种酶尤其合成酶 成熟后安全贮藏中，酶活性极度降低
但氧还酶仍具一定活性 不良条件下贮藏，氧还酶、水解酶活
性增强 萌发过程中，各种酶尤其水 解酶、合
不充分成熟和发过芽的种子 酶活性特别水解酶活性高
种子不耐贮 加工品质变劣, 馒头小且粘
一般含油量愈高，临界水分愈低。 种子的临界水分是种子安全水分确定的
(完整版)种子学教学大纲
《种子学》课程教学大纲（种子生产与经营专业）课程编号课程名称：种子学学时：32 实验学时：6 学分：2一、课程的性质、目的和任务种子学是研究作物种子的特征特性、生理功能和生命活动规律,为农业生产服务的一门应用学科，是农学、农师专业的主要专业课程之一。
本课程的教学，旨在使学生系统了解种子的形态构造、化学成分的特点及其与生理功能的关系，种子发育、成熟的过程和特点，种子休眠、活力、寿命、萌发及种子处理的概念、机理及其变化规律、调控措施，并运用这些理论来阐明种子加工、贮藏、质量检验的技术原理，熟练掌握种子加工、贮藏、质量检验的操作技术，能在生产实践中灵活运用所学知识解决具体问题。
二、课程教学的基本要求课程教学应力求使学生弄清基本原理，掌握基本内容，熟悉操作规程，能独立解决种子工作中的实际问题。
三、教学内容，重点和难点第一章绪论1、教学内容种子的涵义，种子学科的历史与发展，种子学的内容和任务，种子学与其他学科的关系，种子学在实施种子工程中的作用。
2、教学基本要求掌握种子的涵义，了解种子学科的历史与发展，种子学与其他学科的关系，种子学在实施种子工程中的作用。
3、重点和难点：重点：植物学种子和农业种子的基本概念和主要类型难点：植物学种子和农业种子区别第二章种子的形成与植物学分类1、教学内容双受精作用及种子的形成和发育；种子的一般形态和构造；种子的植物学分类；主要农作物种子的形态和解剖构造2、教学基本要求通过本章的学习，使学生掌握双受精作用及种子的形成和发育过程，熟悉种子的一般形态和构造，了解种子的植物学分类，并从专业的角度对主要农作物种子的形态和解剖构造有个充分的认识。
3、重点和难点：重点：种皮上的构造及其与胚珠类型的关系；种子的发育和形成过程；种子的形态结构；主要农作物种子外部形态和内部构造的特点；运用种子形态构造特点进行种子鉴别的方法难点：胚囊的发育和结构；双受精过程及意义；运用种子形态构造特点进行种子鉴别的方法第三章种子的化学成分1、教学内容种子的主要化学成分及其含量；种子水分；种子的营养成分；生理活性物质；其他化学成份；种子化学成分的影响因素2、教学基本要求通过本章的学习，使学生了解种子的主要化学成分，理解环境条件对种子化学成分的影响。
种子学chapter2.1 种子的形成和发育成熟[精]
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与位于其下方排列疏松的管细胞层
1.表皮层细胞 2.被挤压扁了的下皮层细胞 3. 被挤压破坏了的薄壁组织细胞 4.横细胞 5.管细胞 6.果皮 7.角质层 8.内珠被的内层 9.种皮 10.为角质层所
覆盖着的珠心组织残余 11.糊粉层 12.纹孔 13.粉质胚乳细胞
特点:在胚乳发育过程中,每次有丝分裂后,随即进 行细胞质的分裂,同时产生细胞壁,形成胚乳细胞,没 有游离核时期。
大多数双子叶合瓣花植物属于这种类型,如芝麻、 烟草等。
沼生目型 helobial endosperm
图 沼生目型 胚乳
1.胚乳细胞经 第一次分裂， 形成2个细胞， 上端一个已产 生2个游离核； 2～4.上下2个 细胞的核均进 行核分裂，产 生多个游离核
花柄 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 果柄 附
花托 ┈┈┈┈┈┈ 残留或发育成假果 花萼 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 宿存或脱落
属 物
花冠 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 通常脱落
花 器
花药 花粉粒 花粉管 营养细胞(管胞) 解体
雄蕊 花丝 ┈┈ 凋萎
生殖细胞 精细胞1┈ 精细胞2
假 果
柱头 花柱 雌蕊
子房
┈┈ 凋萎,有时残留遗迹
破坏吸收。
图 大豆种皮横切
1．角质层 2．大硬化细胞 3．细胞间隙 4．骨状硬化细胞 5．被挤压扁的薄壁组织细胞 6．含有糊粉粒和具有厚壁的细
胞层(图中未显示出被破坏的珠被组织的残余)
棉花的 种皮是 由内、 外两层 珠被发 育成的
图 棉花种皮的发育过程
A．开花前一天的胚珠纵切(草图) B．内、外珠被的构造(图A中的斜线框 部分) C．授粉后10天内、外珠被的构造 D．授粉后15天内、外珠被的构
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表2.1 谷类作物的化学成分含量(%)
水稻
玉米
谷 小麦
大麦
类 燕麦
黑麦
作 高梁
粟糙米
物黍
荞麦
水分
13.0 15.0 15.0 15.0 8.9 10.0 10.0 10.0 9.3 9.6
蛋 白 碳 水 化 脂肪 质 合物 8.0 68.2 1.4 9.9 67.2 4.4 11.0 68.5 1.9 9.5 67.0 2.1 9.6 62.2 7.2 12.3 71.7 1.7 10.2 70.8 3.0 9.7 76.6 1.7 11.7 64.2 3.3 11.9 63.8 2.4
作为养分储藏组织的胚乳或子叶含有大量的该类种 子的主要储藏物质。禾谷类主要为淀粉，豆类主要 是蛋白质，油料主要是脂肪。
２.种胚除了具有较多的结构蛋白质外，还有较多 脂肪、灰分和糖分。
(二)种子水分
1.种子水分的存在状态
★自由水: 不被种子中胶体所吸附而能自由流动的水,具普通
水的性质,可作为溶剂,在0℃能结冰,易从种子中蒸发 出去; ★束缚水:
胚 3.24 41.30 0 25.12 2.46 9.74 15.04 0.32
麸皮, 糊粉 15.48 28.75 0
层
4.18 16.20 35.65 7.78 10.51
以上两表资料小结： 种子的化学成分分布很不平衡,这决定了种子各部
分生理机能和生化特性的不一致。
☆禾谷类作物的共同特点：
1.胚：含有丰富蛋白质和脂肪，以及较多的可溶性多糖，易 于被微生物浸染和仓虫危害。
茄子
3.1 4.9 6.3 8.0 9.8 11.9
菠菜
4.6 6.5 7.8 9.5 11.1 13.2
番茄
3.2 5.0 6.3 7.8 9.2 11.1
表大田作物种子与不同相对湿度平衡时的近似水分 （%；室温25 ℃；Harrington,1960)
相对湿度（％） 作物
15 30 45 60 75 90 100 水稻 6.8 9.0 10.7 12.6 14.4 18.1 23.6 普通小麦 6.3 8.6 10.6 11.9 14.6 19.7 25.6 大麦 6.0 8.4 10.0 12.1 14.4 19.5 26.8 燕麦 5.7 8.0 9.6 11.8 13.8 18.5 24.1 玉米 6.4 8.4 10.5 12.9 14.8 19.1 23.8 荞麦 6.7 9.1 10.8 12.7 15.0 19.1 24.5 大豆 4.3 6.5 7.4 9.3 13.1 18.8 亚麻 4.4 5.6 6.3 7.9 10.0 15.2 21.4
2.胚乳：含有整个种子全部淀粉和大部分的蛋白质，是种子 营养物质的储藏库,是种子萌发到形成具备自养能力之前的养 分来源。
3.糊粉层：含有大量的糊粉粒，含有丰富的蛋白质、脂肪和 灰份，是胚乳中具有生命的组织。
4.皮层：是种子保护组织，含有大量的纤维素和灰份，具有 较强的韧性和强度。
☆所有农作物共同点： 1.作为保护组织的皮层含有较多纤维素和灰分。
3.种子平衡水分
指种子对水分的吸附与解吸达到动态平衡时种 子的含水量。
由于种子具有吸湿性，所以能将种子水分调节 到与任一相对湿度达到平衡时的含水量（表）， 在一定温度下，可绘成吸湿平衡曲线（图）
表 蔬菜作物种子与不同相对湿度平衡时的近似水分
（%；室温25 ℃；Harrington,1960)
作物
绿豆 15.1 22.3 56.0 1.1 1.6 4.0
蚕豆 11.8 25.0 53.0 1.6 3.0 7.4
豌豆 11.8 25.0 53.6 1.6 7.4 3.0
菜豆 10.2 30.0 50.0 2.8 3.8 3.2
表2.1 油料作物的化学成分含量(%) 续
化学成分 水分 蛋白质
芝麻
4.4
花生(仁) 8.0 26.0
22.0 39.2 2.0
2.5
2.3 小麦种子各部分化学物质的分布(%)
种子 重量百 蛋白 部分 分比 质
淀粉
糖分
纤维 素
戊聚 糖
脂肪
灰分
全粒 100.00 16.06 63.07 4.32 2.76 8.10 2.24 2.18
胚乳 81.6 12.91 78.82 3.54 0.15 2.72 0.68 0.45
纤维素 灰分
6.7 2.7 2.2 1.3 1.9 1.7 4.0 2.5 8.7 3.4 2.3 2.0 3.4 1.7 0.8 1.4 8.1 3.4 10.3 2.0
表2.1 豆类作物的化学成分含量(%) 续
化 学 水分 蛋白质 成分 大豆 10.0 36.0
碳 水 化 脂肪 纤维素 灰分 合物 26.0 17.5 4.5 5.5
第三节 种子的化学成分与利用
学习本节的意义： 了解种子内的化学成分组成 确定种子在各方面的利用价值
一、种子的主要化学及其分布
(一)种子的主要化学成分
根 据 种 子 分主 类要 化 学 成 分
淀粉质种子 通常淀粉含量达60—70%,如 麦类、玉米、谷子、水稻等。
蛋白质种子 蛋白质含量一般在25—35%, 如大豆、豌豆、蚕豆等。
相对湿度（％） 10 20 30 45 60 75
蚕豆
4.2 5.6 7.2 4.0 5.8 7.6 9.4 11.2
大白菜
2.4 3.4 4.6 6.3 7.8 9.4
芹菜
5.8 7.0 7.8 9.0 10.4 12.4
黄瓜
2.6 4.3 5.6 7.1 8.4 10.1
指被紧紧吸附在种子胶体表面,不能自由流动的水, 不具普通水性质,0℃下不结冰,不作溶剂且不易蒸发。
2.种子临界水分
当种子只含束缚水时,由于缺乏溶剂,酶类钝化, 种子新陈代谢及其微弱；当自由水出现,种子酶类 开始活化,这个转折点,即自由水刚出现时的种子 含水量即临界水分。
把低于临界水分种子能安全贮藏的种子含水量, 称为安全水分 。种子贮藏的安全水分因作物种类 而不同。
5.4 20.3
碳 水 化 脂肪 纤维素 灰分
合物
12.4 53.6 3.3
5.0
向 日 葵 5.6 30.4
12.6 44.7 2.7
4.4
(仁)
亚麻
6.2 24.0
24.0 35.9 6.3
3.6
大麻
8.0 24.0
20.0 30.0 15.0 3.5
棉籽(仁) 6.4 39.0
14.8 33.2 2.2