近兩年的高考題中非選擇題部分,對(duì)以種子為背景材料的知識(shí)考查得較多。由于在初中有所涉及,在高中教材并沒(méi)有涉及相關(guān)知識(shí)。造成知識(shí)點(diǎn)存在盲區(qū)。針對(duì)此問(wèn)題,筆者將此知識(shí)點(diǎn)整理后在高三教學(xué)中做一適當(dāng)補(bǔ)充,以填補(bǔ)這一盲區(qū)。
一 種子的形成過(guò)程
在此過(guò)程中細(xì)胞的分裂方式都是有絲分裂。
溫馨提示:在涉及遺傳學(xué)基本規(guī)律計(jì)算題時(shí),可補(bǔ)充此知識(shí)點(diǎn)。讓學(xué)生知道種子中種皮和母本一樣,胚中父本母本各一半,胚乳中父本1/3,母本2/3,在每一個(gè)種子中,都包括了兩個(gè)世代。
二 種子的成熟過(guò)程
種子的成熟過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是胚由小長(zhǎng)大,以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在種子中變化和積累的過(guò)程。種子成熟過(guò)程中除合成三大類有機(jī)物(淀粉、脂肪、蛋白質(zhì))外,還產(chǎn)生生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素,對(duì)種子發(fā)育起促進(jìn)或抑制作用。此外種子還產(chǎn)生單寧、生物堿、有機(jī)酸、芳香油等,以保護(hù)種子不受侵害。
種子在成熟過(guò)程中其內(nèi)部發(fā)生一系列復(fù)雜的生物化學(xué)變化,有機(jī)物在種子內(nèi)部不斷地積累,最終轉(zhuǎn)為脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累終止時(shí),種子內(nèi)部含水量下降,酶活性減弱,呼吸作用也減弱,種子將開(kāi)始進(jìn)入休眠狀態(tài),這樣的種子易貯藏,其種胚具有發(fā)芽能力,且種子發(fā)芽率高。
溫馨提示:?jiǎn)巫尤~植物的種子在成熟過(guò)程中,(如玉米種子)其胚乳細(xì)胞在成熟的過(guò)程中最終會(huì)成為死細(xì)胞,而種胚仍然是活細(xì)胞,所以用紅墨水鑒定種子的活力時(shí),會(huì)看到種子胚乳呈紅色,胚呈無(wú)色的現(xiàn)象。
三 種子的萌發(fā)過(guò)程
種子萌發(fā)是指種子從吸脹作用開(kāi)始的一系列有序的生理過(guò)程和形態(tài)發(fā)生過(guò)程。種子的萌發(fā)需要適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣。種子萌發(fā)時(shí),首先是吸水,種子浸水后使種皮膨脹、軟化,可以使更多的氧氣透過(guò)種皮進(jìn)入種子內(nèi)部,同時(shí)二氧化碳透過(guò)種皮排出,里面的物理狀態(tài)發(fā)生變化;其次是空氣,種子在萌發(fā)過(guò)程中所進(jìn)行的一系列復(fù)雜的生命活動(dòng),只有種子不斷地進(jìn)行呼吸,得到能量。才能保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行;最后是溫度,溫度過(guò)低光合作用大大減弱,呼吸作用受到抑制,光合生產(chǎn)率降低種子內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和其他一系列生理活動(dòng),都需要在適宜的溫度下進(jìn)行。種子從吸脹開(kāi)始的一系列有序的生理過(guò)程和形態(tài)發(fā)生過(guò)程,大致可分五個(gè)階段:
1.吸脹
吸脹過(guò)程為物理過(guò)程,種子浸于水中或落到潮濕的土壤中,其內(nèi)的親水性物質(zhì)便吸引水分子,使種子體積迅速增大(有時(shí)可增大1倍以上)。吸脹開(kāi)始時(shí)吸水較快,以后逐漸減慢。種子吸脹時(shí)會(huì)有很大的力量,甚至可以把玻璃瓶撐碎。吸脹的結(jié)果使種皮變軟或破裂,種皮對(duì)氣體等的通透性增加,萌發(fā)開(kāi)始。
2.水合與酶的活化
水合與酶的活化階段吸脹基本結(jié)束,種子細(xì)胞的細(xì)胞壁和原生質(zhì)發(fā)生水合,原生質(zhì)從凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)。各種酶開(kāi)始活化,呼吸和代謝作用急劇增強(qiáng)。如大麥種子吸脹后,胚首先釋放赤霉素并轉(zhuǎn)移至糊粉層,在此誘導(dǎo)水解酶(α-淀粉酶、蛋白酶等)的合成。水解酶將胚乳中貯存的淀粉、蛋白質(zhì)水解成可溶性物質(zhì)(麥芽糖、葡萄糖、氨基酸等),并陸續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)到胚軸供胚生長(zhǎng)的需要,由此而啟動(dòng)了一系列復(fù)雜的幼苗形態(tài)發(fā)生過(guò)程。在此過(guò)程中種子中的激素也會(huì)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,對(duì)種子萌發(fā)起抑制作用的激素是脫落酸,起促進(jìn)作用的激素是細(xì)胞分裂素和赤霉素。
3.細(xì)胞分裂和增大
細(xì)胞分裂和增大時(shí)吸水量又迅速增加,此時(shí)種子進(jìn)行細(xì)胞呼吸時(shí)以有氧呼吸為主。胚開(kāi)始生長(zhǎng),種子內(nèi)貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開(kāi)始大量消耗。
4.胚突破種皮
胚生長(zhǎng)后體積增大,突破種皮而外露。大多數(shù)種子先出胚根,接著長(zhǎng)出胚芽。
5.長(zhǎng)成幼苗
以后長(zhǎng)出根、莖、葉,形成幼苗。有的種子的下胚軸不伸長(zhǎng),子葉留在土中,只有上胚軸和胚芽長(zhǎng)出土面生成幼苗,這類幼苗稱為子葉留土幼苗,如豌豆、蠶豆等。有些植物如棉花、油菜、瓜類、菜豆等的種子萌發(fā)時(shí)下胚軸伸長(zhǎng),把子葉頂出土面,形成子葉出土幼苗。
溫馨提示:種子萌發(fā)時(shí)主要靠吸脹作用吸水,萌發(fā)后,其根尖的成熟區(qū)表皮細(xì)胞以滲透作用方式吸水。種子萌發(fā)前自由水含量少,進(jìn)行無(wú)氧呼吸,以后隨自由水含量的增加以有氧呼吸為主,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)。種子萌發(fā)后與萌發(fā)前相比,化學(xué)成分的含量變化是:水分增加;干重減少;有機(jī)物減少;有機(jī)物種類增加。但單子葉植物由于胚乳中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水解后要轉(zhuǎn)移到胚中,所以胚的干重先增加再減少。種子萌發(fā)中最終有機(jī)物總量減少,只有當(dāng)長(zhǎng)出幼苗,發(fā)生光合作用時(shí)才開(kāi)始增加。
綜上所述,與種子相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)還有很多,但與高中階段的學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)不多,筆者將此總結(jié)出來(lái),以供同仁在教學(xué)中運(yùn)用。
〔責(zé)任編輯:高照〕