雙子葉植物花生幼苗結構殘缺發育的探究

徐永強

種子的萌發需要一定的內在條件和外部條件，在農業生產實踐中，播種應選用粒大飽滿而完整的種子，生物學教材介紹種子的萌發，也強調胚必須完整。那么，在適宜條件下，由種子萌發成的幼苗結構殘缺，是否能繼續發育為植株呢？筆者選用雙子葉植物花生種子、大豆種子、菜豆種子進行探究，結果表明：雙子葉植物幼苗結構殘缺仍能生長發育。

1 探究過程

1.1 提出問題

在條件適宜的情況下，結構完整的花生幼苗能夠正常生長發育，那么，在同等條件下，結構殘缺的花生幼苗是否能正常生長發育呢？

1.2 作出假設

在適宜條件下，結構殘缺的花生幼苗不能正常生長。

1.3 制定實驗計劃

（1） 實驗材料：粒大飽滿具有萌發力的花生種子。

（2） 實驗儀器：培養皿、吸水紙、鑷子、解剖刀。

（3） 實驗步驟：

① 取大小相同的花生種子100粒。

② 將花生種子萌發至長出胚芽、胚軸、胚根時備用。

③ 取4個培養皿，放入吸水紙墊，注入適量清水，分別貼上標簽：結構完整、缺胚芽、缺胚軸、缺胚根。

④ 取20粒發育完整的幼苗，不做處理，放入 “花生完整”培養皿內，作為對照組。

⑤ 取20粒切除胚根的幼苗、20粒切除胚芽的幼苗、20粒切除胚軸的幼苗，分別放入對應的培養皿內，作為實驗組。

⑥ 將對照組和實驗組并列放置在實驗室內通風、通光的操作臺上。

⑦ 每天觀察記錄，并保持適量的水分。

（4） 注意事項：

① 切除胚芽、胚軸、胚根時，要切除干凈，否則殘留的部會繼續發育，影響實驗結果。

② 使用小刀時注意安全，注意小刀傷手。

1.4 實施實驗

1.5 探究過程記錄

實驗條件：室溫（15℃～25℃）；適量水分；充足空氣。

（1） 起始狀態。

① 實驗組：

缺胚芽組：子葉張開，多數種子子葉種皮脫落，少數種子子葉殘留種皮；胚根白嫩、粗壯，胚根2～3 cm；胚軸0.5～1 cm，胚芽切除。

缺胚軸組：子葉張開，多數種子子葉種皮脫落，少數種子子葉殘留種皮；胚根白嫩、粗壯，胚根2～3cm；胚軸切除，無胚芽。

缺胚根組：子葉張開，多數種子子葉種皮脫落，少數種子子葉殘留種皮；胚芽幼葉緊閉。

② 對照組：

胚完整，多數種子種皮破裂，子葉半開，少數種子子葉張開，種皮脫落；胚根白嫩、粗壯，長2～3 cm，胚軸較短，胚芽幼葉緊閉。

（2） 5 d萌發狀態。

① 實驗組：

缺胚芽組：少數子葉殘留種皮，子葉萎縮；胚根繼續增長，側根數量增多；胚軸生長緩慢；腋芽體積增大，少數種子腋芽長出纖細的莖和幼葉，長1～2 cm。

缺胚軸組：少數子葉殘留種皮，子葉萎縮；胚根繼續增長，側根數量增多；胚軸生長緩慢；腋芽體積增大。少數種子腋芽長出纖細的莖和幼葉，長1～2 cm。

缺胚根組：少數子葉殘留種皮，子葉萎縮；胚軸生長緩慢；胚芽進一步發育，莖長5～7 cm，葉柄長3～4 cm，葉片增大，形成幼苗；腋芽體積增大。

② 對照組：

胚完整，少數子葉殘留種皮，子葉萎縮；胚根繼續增長，側根增多、增長；胚芽進一步發育，莖長5～7 cm，葉柄長3～4 cm，葉片增大，形成幼苗；腋芽體積增大。

（3） 11 d萌發狀態。

① 實驗組：

缺胚芽組：增長；胚軸停止發育；腋芽繼續發育，莖增粗，葉片增大，株高6～8 cm，形成幼苗。

缺胚軸組：子葉種皮脫落；子葉萎縮；胚根繼續增長，側根繼續增多增長；腋芽繼續發育，莖增粗，葉片增大，株高6～8 cm，形成幼苗。

缺胚根組：幼苗繼續發育，子葉種皮脫落；子葉萎縮；幼苗植株繼續增高，株高8～10 cm；不定根增長、增多；腋芽高1～1.2 cm。

② 對照組：

胚完整，子葉種皮脫落；子葉萎縮；胚根繼續增長，側根繼續增多。

（4） 16 d萌發狀態。

① 實驗組

缺胚芽組：幼苗繼續發育，子葉種皮脫落；子葉萎縮；胚根繼續增長，側根繼續增多增長；芽體繼續發育，莖增粗，葉片增大，株高15～18 cm。

缺胚軸組：幼苗繼續發育，子葉種皮脫落；子葉萎縮；胚根繼續增長，側根繼續增多增長；芽體繼續發育，莖增粗，葉片增大，株高15～18 cm。

缺胚根組：幼苗繼續發育，子葉進一步萎縮；株高15～18 cm；不定根增多、增粗、增長；腋芽莖纖細，葉片細小，高1～1.5 cm。

② 對照組：

胚完整，幼苗繼續發育，子葉進一步萎縮；株高20～25 cm；腋芽莖纖細，葉片細小，高1～1.5 cm。

1.6 實驗現象

結構完整的花生幼苗發育為成熟植株，發育速度較快；缺胚芽、胚軸的花生幼苗發育為具有2條主莖的成熟植株，發育速度略慢；缺胚根的花生幼苗發育為須根系的成熟植株，發育速度略慢。

1.7 實驗結論

結構殘缺的雙子葉植物花生幼苗仍能發育為成熟植株。

2 探究結果分析

缺胚芽、胚軸的幼苗，由于失去了頂端優勢作用，胚軸與左右2片子葉基部之間的腋芽發育成2個側芽，由側芽繼續發育成莖和葉，因此發育成熟的植株有2條主莖，胚根正常，發育成主根。

缺胚根的幼苗，在胚根基部長出許多不定根，由不定根形成須根系，胚芽正常，發育成莖和葉。

由于花生幼苗在長出真葉之前的營養供給由胚的子葉供給，缺胚芽、缺胚軸、缺胚根的幼苗子葉正常，因此結構殘缺的幼苗仍能發育為成熟植株。