唐永鳳 王雅玲 史江寧

（1 太原第六十中學(xué)校 山西太原 030009 2 太原市教研科研中心 山西太原 030002）

“種子的萌發(fā)”是7年級教學(xué)中較重要的一節(jié)，學(xué)生見過、吃過豆芽，但很少有學(xué)生參與過農(nóng)作物種植，對種子的萌發(fā)認(rèn)識不充分，對此在教學(xué)中應(yīng)采取多觀察、多思考、多實踐等方式讓學(xué)生對種子萌發(fā)有更直觀的認(rèn)識，因此實驗尤為重要。本實驗設(shè)計包含2 個部分，一是探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件，二是驗證種子萌發(fā)產(chǎn)生二氧化碳。

1 探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件

這部分是人教版《生物學(xué)》7年級上冊第3 單元第2 章“被子植物的一生”的一個探究活動，是初中生物學(xué)課程中第1 個涉及多個探究因素的探究活動。對于學(xué)生而言，此探究活動有較大的難度，一是實驗裝置和材料選取不當(dāng)不易成功，二是要探究的條件不止1 個，要設(shè)置的對照組也不止1個等一系列困難。對此設(shè)計了以下實驗。

1.1 實驗?zāi)康?/p>

1）通過探究知道種子萌發(fā)需要的外界環(huán)境條件。

2）通過設(shè)計實施實驗，初步學(xué)會設(shè)計實驗組、對照組。

1.2 材料用具 綠豆、紗布、4 個大小一樣的一次性透明塑料飯盒（帶蓋）、標(biāo)簽紙、冰箱、恒溫培養(yǎng)箱。

1.3 方法步驟

1）準(zhǔn)備綠豆種子40 粒，4 個帶蓋的一次性透明飯盒，一個小勺，紗布等。

2）4 個標(biāo)簽上分別寫1、2、3、4，分別貼在塑料盒上，每個盒子中放一塊4 層紗布。按照下表對各裝置進(jìn)行設(shè)置。

表1 裝置設(shè)置條件

3）蓋緊塑料蓋，2～3 d 后觀察哪個裝置中的種子萌發(fā)。

1.4 實驗結(jié)果 只有2 號種子萌發(fā)出胚芽，1號、3 號完全未萌發(fā)，4 號胚根長出一小部分，但不再繼續(xù)生長，胚芽未長出。

1.5 結(jié)論 種子萌發(fā)需要適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣。

1.6 實驗分析 本實驗中，有3 組對照實驗，變量和組別分別是：

2 號為對照組，1 號、3 號、4 號為實驗組。

實驗中4 號加入過量水，與空氣隔絕，但也長出一小段（約1～3 mm）胚根，后不再繼續(xù)生長，多次實驗結(jié)果均如此。為排除水中氧氣對種子萌發(fā)的干擾，筆者又進(jìn)行了一個實驗：將水煮沸3～5 min，充分去盡水中溶解的空氣，加滿裝置，蓋蓋密閉，待完全冷卻后打開蓋子，加入種子，再加蓋密閉，種子依然萌發(fā)出小段胚根。分析原因是種子萌發(fā)前期進(jìn)行無氧呼吸提供能量，使胚根萌出，后期進(jìn)行有氧呼吸，需氧量增加，而后期裝置內(nèi)氧氣不足，胚根不能繼續(xù)生長。

3號種子未萌發(fā)，因溫度過低抑制了酶的活性。

1號種子未萌發(fā)，種子萌發(fā)必須吸夠足夠的水分才能啟動一系列酶的活動。

1.7 實驗創(chuàng)新

1）實驗用具選擇。本實驗選擇一次性透明塑料餐盒，學(xué)生容易觀察，不容易打碎，易操作。蓋子較緊，可防止瓶內(nèi)水分蒸發(fā)，以滿足種子萌發(fā)所需要的水分。空間較大，也可滿足種子萌發(fā)對氧氣的需求。

將餐巾紙換成紗布，因餐巾紙吸水后易爛、透氣性差，故選用紗布。

培養(yǎng)時使用恒溫培養(yǎng)箱，溫度可控可調(diào)。

2）實驗材料選擇綠豆，是學(xué)生家中常見的種子之一，出苗相對較齊，發(fā)芽率高，比起黃豆等其他常見種子來說，發(fā)芽所用時間短，節(jié)省時間。

3）種子萌發(fā)必須吸收足夠的水分才能啟動一系列酶的活動，不同種子萌發(fā)時吸水量不同，含蛋白質(zhì)較多的種子如豆類、花生吸水較多，而禾谷類種子如小麥、水稻等以含淀粉為主，吸水較少。一般種子要吸收其本身重量的25%～50%或更多的水分才能萌發(fā)。實際操作中如灑水過少，很難使種子短時間內(nèi)萌發(fā)，故本實驗中2 號、3 號灑水較多，以快要淹沒種子為宜，這樣種子剛好能吸收完水分且不影響種子接觸空氣，容易萌發(fā)。

4）本實驗是初中生物學(xué)中第1 個涉及多個探究因素的探究活動，有3 組對照實驗，學(xué)生實驗時，常會誤以為有3 個實驗變量，違背了單一變量原則。實驗時可讓每組學(xué)生選擇其中一個對照實驗，最后小組間交流，更易理解對照實驗的設(shè)置。

5）本節(jié)課第2 課時是測定種子萌發(fā)率，待此實驗完成，2 號種子萌發(fā)后，可讓學(xué)生統(tǒng)計全班學(xué)生的萌發(fā)出的種子數(shù)目，計算種子發(fā)芽率。

6）下一節(jié)課即是根毛根尖的觀察實驗，可用此實驗中萌發(fā)的種子觀察根毛根尖，實驗時在2號種子上蓋層潮濕的紗布，以做到遮光、保持濕潤，防止根變色發(fā)紅，不易觀察根毛等結(jié)構(gòu)。

2 驗證種子萌發(fā)產(chǎn)生二氧化碳

種子萌發(fā)時呼吸作用旺盛，會產(chǎn)生大量的二氧化碳，二氧化碳是一種無色無味的氣體，如何通過簡單易行的實驗讓學(xué)生直觀地感受到呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳？經(jīng)過在教學(xué)中不斷研究，本著裝置簡單效果明顯的目的，使用注射器和輸液管制作實驗裝置，取得了良好的實驗效果。

2.1 實驗原理 利用二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁的性質(zhì)，驗證種子呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳。

2.2 實驗裝置 實驗裝置如圖1 所示。

圖1 實驗裝置

2.3 制作材料 50 mL 注射器1 個，輸液管1個，試管1 支。

2.4 制作及使用方法

1）將輸液管前端帶靜脈針的細(xì)管取下，剪掉靜脈針。將細(xì)管與注射器連接，并將輸液管上的流速調(diào)節(jié)器取下，放在注射器前端的輸液管上，以起到閥門的作用。

2）將流速調(diào)節(jié)器打開，把注射器活塞拔出，放入浸泡好的綠豆種子30 粒左右。

3）將活塞推進(jìn)注射器，使注射器中留有充足的空間以便收集二氧化碳，關(guān)閉流速調(diào)節(jié)器。

4）將本教具放在20～25℃恒溫培養(yǎng)箱或者其他溫暖的環(huán)境中幾小時。

5）待注射器中產(chǎn)生了足夠的二氧化碳后，將注射器連接的輸液管通入澄清石灰水，打開流速調(diào)節(jié)器，推動注射器活塞，此時澄清石灰水逐漸變渾濁。

2.5 裝置優(yōu)點

1）本裝置材料來源于生活，采用注射器、輸液管，材料簡單，成本低。使用種子數(shù)量少。

2）裝置簡單，操作簡便，只需打開流速調(diào)節(jié)器，推動注射器即可。

3）裝置氣密性好，種子萌發(fā)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w充足且不易逸出。

4）通入澄清石灰水后實驗現(xiàn)象特別明顯，在課堂教學(xué)中演示，學(xué)生能更直觀地認(rèn)識到種子萌發(fā)產(chǎn)生二氧化碳，能加深學(xué)生印象。

5）一套裝置可以連續(xù)使用，二氧化碳排出后，只需將注射器活塞拔出一段，關(guān)閉流速調(diào)節(jié)器，放置在溫暖的環(huán)境中一段時間，又可重復(fù)實驗。

綜上所述，此裝置材料簡單，操作簡便，實驗現(xiàn)象非常明顯，曾多次在教學(xué)中使用，學(xué)生反饋較好，且裝置簡單，學(xué)生也可以嘗試制作使用，有利于學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。