近兩年的高考題中非選擇題部分,對以種子為背景材料的知識考查得較多。由于在初中有所涉及,在高中教材并沒有涉及相關(guān)知識。造成知識點存在盲區(qū)。針對此問題,筆者將此知識點整理后在高三教學中做一適當補充,以填補這一盲區(qū)。
一 種子的形成過程
在此過程中細胞的分裂方式都是有絲分裂。
溫馨提示:在涉及遺傳學基本規(guī)律計算題時,可補充此知識點。讓學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,在每一個種子中,都包括了兩個世代。
二 種子的成熟過程
種子的成熟過程實質(zhì)上就是胚由小長大,以及營養(yǎng)物質(zhì)在種子中變化和積累的過程。種子成熟過程中除合成三大類有機物(淀粉、脂肪、蛋白質(zhì))外,還產(chǎn)生生長調(diào)節(jié)素,對種子發(fā)育起促進或抑制作用。此外種子還產(chǎn)生單寧、生物堿、有機酸、芳香油等,以保護種子不受侵害。
種子在成熟過程中其內(nèi)部發(fā)生一系列復雜的生物化學變化,有機物在種子內(nèi)部不斷地積累,最終轉(zhuǎn)為脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉。當營養(yǎng)物質(zhì)的積累終止時,種子內(nèi)部含水量下降,酶活性減弱,呼吸作用也減弱,種子將開始進入休眠狀態(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:單子葉植物的種子在成熟過程中,(如玉米種子)其胚乳細胞在成熟的過程中最終會成為死細胞,而種胚仍然是活細胞,所以用紅墨水鑒定種子的活力時,會看到種子胚乳呈紅色,胚呈無色的現(xiàn)象。
三 種子的萌發(fā)過程
種子萌發(fā)是指種子從吸脹作用開始的一系列有序的生理過程和形態(tài)發(fā)生過程。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,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種皮進入種子內(nèi)部,同時二氧化碳透過種皮排出,里面的物理狀態(tài)發(fā)生變化;其次是空氣,種子在萌發(fā)過程中所進行的一系列復雜的生命活動,只有種子不斷地進行呼吸,得到能量。才能保證生命活動的正常進行;最后是溫度,溫度過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)部營養(yǎng)物質(zhì)的分解和其他一系列生理活動,都需要在適宜的溫度下進行。種子從吸脹開始的一系列有序的生理過程和形態(tài)發(fā)生過程,大致可分五個階段:
1.吸脹
吸脹過程為物理過程,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(有時可增大1倍以上)。吸脹開始時吸水較快,以后逐漸減慢。種子吸脹時會有很大的力量,甚至可以把玻璃瓶撐碎。吸脹的結(jié)果使種皮變軟或破裂,種皮對氣體等的通透性增加,萌發(fā)開始。
2.水合與酶的活化
水合與酶的活化階段吸脹基本結(jié)束,種子細胞的細胞壁和原生質(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)。各種酶開始活化,呼吸和代謝作用急劇增強。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)運到胚軸供胚生長的需要,由此而啟動了一系列復雜的幼苗形態(tài)發(fā)生過程。在此過程中種子中的激素也會發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,對種子萌發(fā)起抑制作用的激素是脫落酸,起促進作用的激素是細胞分裂素和赤霉素。
3.細胞分裂和增大
細胞分裂和增大時吸水量又迅速增加,此時種子進行細胞呼吸時以有氧呼吸為主。胚開始生長,種子內(nèi)貯存的營養(yǎng)物質(zhì)開始大量消耗。
4.胚突破種皮
胚生長后體積增大,突破種皮而外露。大多數(shù)種子先出胚根,接著長出胚芽。
5.長成幼苗
以后長出根、莖、葉,形成幼苗。有的種子的下胚軸不伸長,子葉留在土中,只有上胚軸和胚芽長出土面生成幼苗,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)時下胚軸伸長,把子葉頂出土面,形成子葉出土幼苗。
溫馨提示:種子萌發(fā)時主要靠吸脹作用吸水,萌發(fā)后,其根尖的成熟區(qū)表皮細胞以滲透作用方式吸水。種子萌發(fā)前自由水含量少,進行無氧呼吸,以后隨自由水含量的增加以有氧呼吸為主,呼吸強度增強。種子萌發(fā)后與萌發(fā)前相比,化學成分的含量變化是:水分增加;干重減少;有機物減少;有機物種類增加。但單子葉植物由于胚乳中的營養(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)中最終有機物總量減少,只有當長出幼苗,發(fā)生光合作用時才開始增加。
綜上所述,與種子相關(guān)的知識點還有很多,但與高中階段的學習有關(guān)的知識點不多,筆者將此總結(jié)出來,以供同仁在教學中運用。
〔責任編輯:高照〕