利用“種子萌發(fā)”情景，構(gòu)建生物“知識(shí)串”

摘 要： 考慮到學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，高中新課程教材的編寫把完整的知識(shí)體系分散到各章節(jié)中，零碎而不系統(tǒng)。為使學(xué)生高考復(fù)習(xí)構(gòu)建“知識(shí)串”，掌握完整的知識(shí)體系，并能全面地掌握和正確應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決問題的能力，高效率地提高高三生物復(fù)習(xí)的教學(xué)和學(xué)習(xí)質(zhì)量。以植物種子的萌發(fā)問題為情景，引導(dǎo)學(xué)生高考復(fù)習(xí)構(gòu)建生物“知識(shí)串”。

關(guān)鍵詞： 種子萌發(fā) 問題情景 知識(shí)串 高中生物復(fù)習(xí)教學(xué)

普通高中新課程教材的編寫考慮到學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，把完整的知識(shí)體系分散到各章節(jié)中，如果不及時(shí)總結(jié)和強(qiáng)化，掌握的知識(shí)就會(huì)零碎而不系統(tǒng)，就容易遺忘，更談不上掌握并正確應(yīng)用。因此高考復(fù)習(xí)教學(xué)中要處理好以下三個(gè)方面：處理好新課程高考與教材的關(guān)系；處理好主干知識(shí)與知識(shí)體系的關(guān)系；處理好知識(shí)與能力的關(guān)系，從而重視引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生全面掌握比較系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，便于掌握并正確應(yīng)用。利用問題情景，既可激發(fā)學(xué)生復(fù)習(xí)興趣，又可改變死記硬背的現(xiàn)狀，從而使學(xué)生形成“知識(shí)串”，掌握完整的知識(shí)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(fù)習(xí)的質(zhì)量。下面以“種子萌發(fā)”為問題情景，引導(dǎo)學(xué)生高考復(fù)習(xí)構(gòu)建生物“知識(shí)串”，供大家參考。

種子植物由種子開始萌發(fā)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?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)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(xì)胞分裂分化、光合作用等知識(shí)密切相關(guān)。

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(jiān)硬的種皮逐漸變軟，水分繼續(xù)源源不斷地向胚乳和胚細(xì)胞滲入，整個(gè)種子因吸水呈現(xiàn)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(xì)胞已形成大液泡，成為成熟的植物細(xì)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(zhì)分解，結(jié)合水含量下降，但是隨著形成幼苗光合作用的出現(xiàn)和加強(qiáng)，新的有機(jī)物不斷積累，加上原來蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的氨基酸不斷運(yùn)輸?shù)叫碌慕M織，進(jìn)而重新合成新的蛋白質(zhì)，這樣結(jié)合水不會(huì)下降太多，也就是說從開始進(jìn)行光合作用，植物的鮮重和干重都在增加，如此自由水、結(jié)合水的比例完全可能穩(wěn)定下來。

二、溫度和酶

溫度的高低主要與酶的活動(dòng)有關(guān)。種子萌發(fā)時(shí)內(nèi)部發(fā)生的一系列生物化學(xué)變化，都是由酶在控制著。溫度低時(shí)，酶的反應(yīng)慢或停止；溫度太高，酶又會(huì)被破壞，因此種子萌發(fā)時(shí)必須有一個(gè)最適的溫度，只有適宜的溫度，酶的活性才正常。多數(shù)種子萌發(fā)時(shí)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(zhì)貯存、運(yùn)輸和利用

1.種子萌發(fā)時(shí)的養(yǎng)料，是在種子形成時(shí)就已貯藏在胚乳或子葉內(nèi)。原來在胚細(xì)胞里存在的各種酶物質(zhì)，吸水后，在一定的溫度條件下，加強(qiáng)活動(dòng)，將貯存在胚乳或子葉里的淀粉、蛋白質(zhì)、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(zhì)，運(yùn)往胚根、胚芽、胚軸等部分，供細(xì)胞吸收利用。

2.可溶性物質(zhì)的吸收和運(yùn)輸主要是通過細(xì)胞之間的主動(dòng)運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的。

四、呼吸作用

種子萌發(fā)的活動(dòng)所需要的能量，是通過一部分有機(jī)物質(zhì)的氧化而產(chǎn)生的，所以種子在萌發(fā)時(shí)，呼吸特別旺盛。

1.種子在萌發(fā)的初期主要進(jìn)行無氧呼吸。

2.吸水后的種皮加強(qiáng)了對氧的滲透性，在水分吸入的同時(shí)，氧氣也隨之進(jìn)入種子，便以有氧呼吸為主。通過充足氧氣的供應(yīng)，貯藏的有機(jī)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(fā)時(shí)能量的供應(yīng)過程是一個(gè)需氧的過程，如果氧氣供應(yīng)不足，正常的呼吸作用就會(huì)受到影響，種子也不能正常萌發(fā)，所以播種時(shí)如果播得過深或土壤積水，就會(huì)造成種子缺氧而影響萌發(fā)。

五、細(xì)胞分裂、分化及光合作用

1.種子的胚細(xì)胞同化了養(yǎng)料，增加到細(xì)胞里，細(xì)胞的體積有了增大。經(jīng)過細(xì)胞分裂，增加了細(xì)胞的數(shù)量。

2.從細(xì)胞分化來看：胚細(xì)胞分化為胚根、胚芽、胚軸等。

3.胚軸細(xì)胞的相應(yīng)生長和伸長，把胚芽等一起推出土面后，胚芽發(fā)展為新植株的莖葉系統(tǒng)，幼葉展開后轉(zhuǎn)為綠色，開始進(jìn)行光合作用不斷積累有機(jī)物，使植物的鮮重和干重都增加。

六、例題分析

例題1：認(rèn)識(shí)種子萌發(fā)過程中水分吸收變化規(guī)律，如圖是種子萌發(fā)過程中水分吸收變化規(guī)律曲線，據(jù)圖完成下列填空。

種子萌發(fā)過程中水分吸收變化曲線

（1）種子萌發(fā)過程中的水分吸收可分為三個(gè)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(gè)生理過程的原因：？搖 ？搖？搖 ？搖。

命題意圖：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是種子萌發(fā)過程中吸水的方式。

解析：種子萌發(fā)過程中水分吸收的第Ⅰ階段吸脹期的吸水方式是依靠細(xì)胞中的親水性物質(zhì)吸脹吸水；第Ⅲ階段胚根發(fā)育突破種皮后形成根，因根細(xì)胞已形成大液泡，成為成熟的植物細(xì)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(xì)胞死亡或處于休眠，因細(xì)胞中含有親水性物質(zhì)，第Ⅰ階段吸脹期仍能進(jìn)行，此時(shí)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(xì)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(fā)，每天定時(shí)取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計(jì)算每粒的平均干重，結(jié)果如圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)來源于胚乳，據(jù)圖回答下列問題。

（1）萌發(fā)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(fā)提供能量。

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

（3）萌發(fā)過程中胚乳的部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為？搖 ？搖mg·粒·d。

（4）若保持實(shí)驗(yàn)條件不變，120小時(shí)后萌發(fā)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(fā)為載體，考查的知識(shí)點(diǎn)是種子萌發(fā)過程中的物質(zhì)（干重）變化和呼吸作用、光合作用，考查了考生識(shí)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(dòng)的提供能量。

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

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

（4）保持實(shí)驗(yàn)條件不變（25℃、黑暗、水分適宜的條件），隨種子有機(jī)物的消耗，當(dāng)長出幼葉后又不能進(jìn)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(jī)物，且不能進(jìn)行光合作用

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣建軍.種子萌發(fā)過程中的三個(gè)代謝問題.教學(xué)月刊，2007.

[2]祝麗環(huán).種子萌發(fā)過程中的物質(zhì)變化.生物學(xué)教學(xué)，2011.

[3]曾慧蘭.種子的萌發(fā)教學(xué)課例.江西教師網(wǎng)，2012.