利用“種子萌發”情景，構建生物“知識串”

摘 要： 考慮到學生的認知特點，高中新課程教材的編寫把完整的知識體系分散到各章節中，零碎而不系統。為使學生高考復習構建“知識串”，掌握完整的知識體系，并能全面地掌握和正確應用所學知識，提高分析和解決問題的能力，高效率地提高高三生物復習的教學和學習質量。以植物種子的萌發問題為情景，引導學生高考復習構建生物“知識串”。

關鍵詞： 種子萌發 問題情景 知識串 高中生物復習教學

普通高中新課程教材的編寫考慮到學生的認知特點，把完整的知識體系分散到各章節中，如果不及時總結和強化，掌握的知識就會零碎而不系統，就容易遺忘，更談不上掌握并正確應用。因此高考復習教學中要處理好以下三個方面：處理好新課程高考與教材的關系；處理好主干知識與知識體系的關系；處理好知識與能力的關系，從而重視引導學生獨立建構知識網絡，讓學生全面掌握比較系統的知識結構，便于掌握并正確應用。利用問題情景，既可激發學生復習興趣，又可改變死記硬背的現狀，從而使學生形成“知識串”，掌握完整的知識體系，提高分析和解決問題的能力，更有效地提高高三生物復習的質量。下面以“種子萌發”為問題情景，引導學生高考復習構建生物“知識串”，供大家參考。

種子植物由種子開始萌發到幼苗形成階段的生長過程是種子在適宜的條件下，從休眠的靜止狀態轉變為活躍狀態并開始胚的生長，到幼苗形成。此生長過程與水分代謝、溫度和酶、呼吸作用、細胞分裂分化、光合作用等知識密切相關。

一、水分的吸收

1.種子從外界吸收足夠的水分后，原來干燥、堅硬的種皮逐漸變軟，水分繼續源源不斷地向胚乳和胚細胞滲入，整個種子因吸水呈現膨脹，最終將種皮撐破。

2.吸水方式：開始主要為吸脹作用吸水，以后因根細胞已形成大液泡，成為成熟的植物細胞，并主要從土壤中由滲透作用吸取水分。

3.種子吸水后自由水含量上升，蛋白質分解，結合水含量下降，但是隨著形成幼苗光合作用的出現和加強，新的有機物不斷積累，加上原來蛋白質水解產生的氨基酸不斷運輸到新的組織，進而重新合成新的蛋白質，這樣結合水不會下降太多，也就是說從開始進行光合作用，植物的鮮重和干重都在增加，如此自由水、結合水的比例完全可能穩定下來。

二、溫度和酶

溫度的高低主要與酶的活動有關。種子萌發時內部發生的一系列生物化學變化，都是由酶在控制著。溫度低時，酶的反應慢或停止；溫度太高，酶又會被破壞，因此種子萌發時必須有一個最適的溫度，只有適宜的溫度，酶的活性才正常。多數種子萌發時所需的最低溫度為0～5℃，最高不超過35～40℃，而最適的為25～30℃。

三、物質貯存、運輸和利用

1.種子萌發時的養料，是在種子形成時就已貯藏在胚乳或子葉內。原來在胚細胞里存在的各種酶物質，吸水后，在一定的溫度條件下，加強活動，將貯存在胚乳或子葉里的淀粉、蛋白質、脂肪等難溶性大分子化合物，水解成簡單的葡萄糖、氨基酸等可溶性物質，運往胚根、胚芽、胚軸等部分，供細胞吸收利用。

2.可溶性物質的吸收和運輸主要是通過細胞之間的主動運輸實現的。

四、呼吸作用

種子萌發的活動所需要的能量，是通過一部分有機物質的氧化而產生的，所以種子在萌發時，呼吸特別旺盛。

1.種子在萌發的初期主要進行無氧呼吸。

2.吸水后的種皮加強了對氧的滲透性，在水分吸入的同時，氧氣也隨之進入種子，便以有氧呼吸為主。通過充足氧氣的供應，貯藏的有機物逐步氧化分解，最后生成二氧化碳和水并釋放出能量。因此，種子萌發時能量的供應過程是一個需氧的過程，如果氧氣供應不足，正常的呼吸作用就會受到影響，種子也不能正常萌發，所以播種時如果播得過深或土壤積水，就會造成種子缺氧而影響萌發。

五、細胞分裂、分化及光合作用

1.種子的胚細胞同化了養料，增加到細胞里，細胞的體積有了增大。經過細胞分裂，增加了細胞的數量。

2.從細胞分化來看：胚細胞分化為胚根、胚芽、胚軸等。

3.胚軸細胞的相應生長和伸長，把胚芽等一起推出土面后，胚芽發展為新植株的莖葉系統，幼葉展開后轉為綠色，開始進行光合作用不斷積累有機物，使植物的鮮重和干重都增加。

六、例題分析

例題1：認識種子萌發過程中水分吸收變化規律，如圖是種子萌發過程中水分吸收變化規律曲線，據圖完成下列填空。

種子萌發過程中水分吸收變化曲線

（1）種子萌發過程中的水分吸收可分為三個階段。第I階段是吸脹期，種子迅速吸水。第Ⅱ階段是吸水停滯期。第Ⅲ階段是重新迅速吸水期，主要通過？搖 ？搖吸收水分。對于死亡或休眠的種子，吸水作用只停留在第？搖 ？搖階段。

（2）由于水分吸收，種子的鮮重在第Ⅰ階段、第Ⅲ階段迅速上升的過程，請分析說明這兩個生理過程的原因：？搖 ？搖？搖 ？搖。

命題意圖：本題考查的知識點是種子萌發過程中吸水的方式。

解析：種子萌發過程中水分吸收的第Ⅰ階段吸脹期的吸水方式是依靠細胞中的親水性物質吸脹吸水；第Ⅲ階段胚根發育突破種皮后形成根，因根細胞已形成大液泡，成為成熟的植物細胞，吸水方式為滲透吸水，能從土壤中吸取水分。

對于死亡或休眠的種子，其細胞死亡或處于休眠，因細胞中含有親水性物質，第Ⅰ階段吸脹期仍能進行，此時吸水作用只停留在第Ⅱ階段。

答案：（1）滲透作用 Ⅱ

（2）第一次是種子細胞通過吸脹作用吸水，使種子的鮮重增加；

第二次是根長出后主要通過滲透作用吸水，使種子的鮮重增加。

例題2：將玉米種子置于25℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發，每天定時取相同數量的萌發種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結果如圖所示。若只考慮種子萌發所需的營養物質來源于胚乳，據圖回答下列問題。

（1）萌發過程中胚乳組織中的淀粉被水解成？搖 ？搖，再通過？搖 ？搖為種子萌發提供能量。

（2）萌發過程中在？搖 ？搖小時之間種子的呼吸速率最大，在該時間段內每粒種子呼吸消耗的平均干重為？搖 ？搖mg。

（3）萌發過程中胚乳的部分營養物質轉化成幼苗的組成物質，其最大轉化速率為？搖 ？搖mg·粒·d。

（4）若保持實驗條件不變，120小時后萌發種子的干重變化趨勢是？搖 ？搖，原因是？搖 ？搖。

命題意圖：本題以種子萌發為載體，考查的知識點是種子萌發過程中的物質（干重）變化和呼吸作用、光合作用，考查了考生識圖能力，獲取信息的能力和分析問題，解決問題的能力。

解析：（1）淀粉是多糖，其基本組成單位是葡萄糖，葡萄糖通過氧化分解為生命活動的提供能量。

（2）在72～96小時種子呼吸消耗的有機物最多為204.2-177.7=26.5mg粒d。

（3）子葉從胚乳中吸收營養物質，部分轉化為幼苗的組成物質，部分用于呼吸作用為生命活動提供能量；因此呼吸作用所消耗的有機物量=胚乳減少的干重量-轉化成幼苗的組成物質；96～120小時為27-5=22mg，最大轉化速率為22mg。

（4）保持實驗條件不變（25℃、黑暗、水分適宜的條件），隨種子有機物的消耗，當長出幼葉后又不能進行光合作用，因此干重變化趨勢越來越小。

答案：（1）葡萄糖 呼吸

（2）72～96 26.5

（3）22

（4）下降 幼苗呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用

參考文獻：

[1]蔣建軍.種子萌發過程中的三個代謝問題.教學月刊，2007.

[2]祝麗環.種子萌發過程中的物質變化.生物學教學，2011.

[3]曾慧蘭.種子的萌發教學課例.江西教師網，2012.