第一章 被子植物的一生
被子植物的一生，要經(jīng)歷種子的萌發(fā)，植株的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、衰老和死亡的過(guò)程。
被子植物中有許多種類是作物，作物大多是通過(guò)種子繁殖的。在國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)里，儲(chǔ)存著來(lái)自全國(guó)各地的作物種子。種子入庫(kù)前，科學(xué)家會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)種子活力：隨機(jī)取一部分種子，放在溫度可控的培養(yǎng)設(shè)備中，提供種子萌發(fā)所需的適宜條件，觀察種子的萌發(fā)情況。檢測(cè)合格的種子才能入庫(kù)保存。
根據(jù)上述資料，結(jié)合右圖思考以下問(wèn)題。種質(zhì)庫(kù)中保存種子的環(huán)境條件是什么？在通過(guò)觀察種子萌發(fā)情況來(lái)檢測(cè)種子活力的實(shí)驗(yàn)中，需要給種子提供怎樣的環(huán)境條件？
通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，你將知道：
種子萌發(fā)的環(huán)境條件有哪些？
種子萌發(fā)的自身?xiàng)l件是什么？
“一年之計(jì)在于春”，春天是很多作物的播種季節(jié)。為什么種子在春天播下去容易長(zhǎng)出幼苗?請(qǐng)你問(wèn)問(wèn)長(zhǎng)輩，當(dāng)?shù)匾话悴シN哪些作物種子，播種前后都需要做哪些工作。
提出問(wèn)題_________________________________________
種子在什么樣的環(huán)境條件下才能萌發(fā)？
作出假設(shè)假設(shè)：種子的萌發(fā)需要__________________________________
天寒地凍不適于播種。在播種前往往要在地里澆一些水，使土壤潮濕。如果剛下過(guò)一場(chǎng)小雨，不用澆水就可以播種了。但是，土壤過(guò)于潮濕又容易使種子霉?fàn)€。播種前往往要松土，使土壤中有充足的空氣。
①準(zhǔn)備某種植物（如綠豆、大豆、番茄等）的種子40粒，4個(gè)培養(yǎng)皿（或其他適當(dāng)?shù)钠髅螅?，濾紙或餐巾紙，記號(hào)筆等。②將4個(gè)培養(yǎng)皿編號(hào)。在培養(yǎng)皿中放入幾張裁剪合適的濾紙或餐巾紙。③1號(hào)皿不加水。分別向2號(hào)皿和3號(hào)皿中酒一點(diǎn)水，使里面的紙變得潮濕。注意不要灑水過(guò)多，不能使紙浸泡在水中。向4號(hào)皿中倒較多的水，確保能完全淹沒(méi)下一步放入的種子。
④分別在4個(gè)培養(yǎng)皿中均勻地撒入10粒種子，蓋上皿蓋（下圖）。⑤將1、2、4號(hào)皿放在櫥柜中，將3號(hào)皿放在冰箱冷藏室里。每天定時(shí)打開培養(yǎng)皿一次，并保持2、3、4號(hào)皿中的水量與實(shí)驗(yàn)開始時(shí)相同，觀察并記錄每個(gè)培養(yǎng)皿中種子的萌發(fā)情況。
所有變量都不變且適宜（對(duì)照作用）
只改變要探究的條件變量，其他無(wú)關(guān)變量保持一致且適宜（單一變量原則）
探究的環(huán)境條件（變量）：
溫度、空氣條件一致，探究變量為水分
水分、空氣條件一致，探究變量為溫度
水分、溫度條件一致，探究變量為空氣
種子能夠萌發(fā)的前提是種子的胚必須是完整的且有生命力。胚已破損或死亡的種子不能萌發(fā)，休眠的種子不能萌發(fā)。一般情況下我們選擇的應(yīng)該是籽粒飽滿、結(jié)構(gòu)完整的種子。
（1）應(yīng)當(dāng)選擇什么樣的種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？
探究不同環(huán)境條件對(duì)種子萌發(fā)的影響，可以在不同環(huán)境條件下設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，由于假設(shè)了溫度、水分、空氣三個(gè)因素影響種子萌發(fā)，所以在設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)把種子分成三組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且每一組保證只有一個(gè)變量。
（2）你所在的小組想探究哪種環(huán)境條件對(duì)種子萌發(fā)的影響？如何控制這種環(huán)境條件？
（3）應(yīng)該將種子分成幾組？每組應(yīng)當(dāng)有多少粒種子？
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該將種子均分成4組，形成3組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。每一組應(yīng)當(dāng)有多粒種子，目的是避免偶然性，減小實(shí)驗(yàn)誤差。
（4）應(yīng)當(dāng)為對(duì)照組提供什么樣的溫度、水、空氣等條件？
適宜的溫度、適量的水分和充足的空氣。
（5）對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的處理，除了所要研究的條件外，其他環(huán)境條件是否應(yīng)當(dāng)與對(duì)照組相同？
是。每組只有一個(gè)變量才能與對(duì)照組形成對(duì)照，得出結(jié)論。
（6）每隔多長(zhǎng)時(shí)間觀察一次？是否應(yīng)當(dāng)同時(shí)觀察各組？
每天觀察一次。各組實(shí)驗(yàn)應(yīng)同時(shí)觀察。
按確定的探究計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，定期觀察，認(rèn)真記錄種子的萌發(fā)情況。
幾天之后實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析如表所示：
種子萌發(fā)的環(huán)境條件是有適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣。
1.如果事先已經(jīng)知道2號(hào)皿中的條件是最適合種子萌發(fā)的，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置2號(hào)皿是否還有必要？為什么？
有必要。如果將2號(hào)皿分別與1號(hào)皿、3號(hào)皿、4號(hào)皿相比，各自只有一個(gè)因素不同。因此，2號(hào)皿可以分別作為1號(hào)皿、3號(hào)皿和4號(hào)皿的對(duì)照，以排除除所研究的因素外，其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
2.1號(hào)皿和3號(hào)皿各檢驗(yàn)一種條件對(duì)種子萌發(fā)的影響，這是一組對(duì)照試驗(yàn)嗎？
不是。因?yàn)?號(hào)皿和3號(hào)皿中的水分和溫度都不同，研究的因素不止一個(gè)，所以不是一組對(duì)照試驗(yàn)。
3.與同學(xué)交流這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程、結(jié)果和結(jié)論。你的結(jié)論和其他同學(xué)的一樣嗎？如果一樣，和同學(xué)一起分析原因。
提示：根據(jù)實(shí)際情況回答。如4號(hào)皿中出現(xiàn)個(gè)別萌發(fā)的種子，可能的原因有：種子沒(méi)能完全浸沒(méi)在水中；個(gè)別種子貼瓶壁并在餐巾紙邊緣，部分暴露在空氣中等。
4.總結(jié)種子萌發(fā)的環(huán)境條件。在實(shí)施本單元的綜合實(shí)踐項(xiàng)目時(shí)，你將為種子萌發(fā)提供哪些適宜的條件呢？
適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣
即使在條件適宜的環(huán)境中，哪些種子仍然不能萌發(fā)？
大米的胚已受損，主要剩胚乳
干癟的種子或被昆蟲咬壞胚的種子
為什么有些種子會(huì)有休眠期？
休眠是植物的一種生存策略，不僅為種子的傳播擴(kuò)散爭(zhēng)取了時(shí)間，還能促使種子在最理想的環(huán)境條件下萌發(fā)。比如許多在夏季或秋季產(chǎn)生的種子，如果它們?cè)诙緛?lái)臨之前就已經(jīng)發(fā)芽，那么很可能會(huì)被凍死，所以這種能保證種子在春季萌發(fā)的機(jī)制還是很有必要的。 種子休眠具有重要的生態(tài)學(xué)意義，能有效地調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的時(shí)空分布。
（1）具有完整的、活的胚；（2）具有供胚發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；（3）種子成熟且不在休眠期。
1.豆芽是我國(guó)的傳統(tǒng)食物，已有兩千多年歷史?！兑籽肋z意》記載：“將綠豆冷水浸兩宿……預(yù)掃地潔凈，以水灑濕，鋪紙一層，置豆于紙上，以盆蓋之。一日兩次灑水，候芽長(zhǎng)?！币罁?jù)種子萌發(fā)有關(guān)原理，分析下列敘述是否正確。
（1）用溫水代替冷水，可以促進(jìn)綠豆種子萌發(fā)。（ ）（2）水灑地面后鋪紙一層，可以為綠豆種子萌發(fā)提供適量的水。 （ ）（3）“以盆蓋之”提示我們綠豆種子的萌發(fā)是不需要光照的。 （ ）（4）將綠豆一直浸泡在水中，可以代替“一日兩次灑水”。 （ ）
2.種質(zhì)庫(kù)中適于保存大豆等作物種子的條件是（ ）①高溫 ②低溫 ③干燥 ④潮濕 ⑤空氣流通 ⑥密封A.①④⑤ B.①③⑥ C.②③⑥ D.②④⑤
二、拓展應(yīng)用1.春播有許多注意事項(xiàng)。例如，在東北地區(qū)，玉米的播種時(shí)間比大豆的早；土壤需要通過(guò)耕和耙而變得松軟。請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)其中的科學(xué)道理。
玉米的播種時(shí)間比大豆早是因?yàn)橛衩追N子萌發(fā)適宜的溫度要比大豆的低，
耕和耙可以消滅雜草，可以消滅病、蟲害，可以疏松土壤，增加水分滲入，使空氣進(jìn)去，從而熟化土壤。
2.在隨嫦娥四號(hào)著陸器登陸月球的生物科普試驗(yàn)載荷中，放有棉花、油菜、馬鈴薯、擬南芥4種植物的種子，以及種子萌發(fā)所需的物質(zhì)，其中棉花種子實(shí)現(xiàn)了萌發(fā)。請(qǐng)你推測(cè)試驗(yàn)載荷中種子萌發(fā)所需的物質(zhì)有哪些。如果將這些植物種子直接暴露于月球表面，它們還能萌發(fā)嗎？為什么？
需要的物質(zhì)有水和肥沃的土壤。
不能，月球表面溫度太低，不適合種子萌發(fā)；其次，月球表面缺少氧氣，不利于種子萌發(fā)；第三，月球表面存在宇宙射線和太陽(yáng)風(fēng)，當(dāng)植物種子直接暴露于月球表面時(shí)，植物種子可能會(huì)收到破壞。
3.有些種子的萌發(fā)除了需要適宜的溫度、適量的水和充足的空氣，還需要其他條件。下表是蠶豆、煙草和莧菜的種子在有光和無(wú)光條件下的發(fā)芽率由結(jié)果可知，這三種種子的萌發(fā)與光照有怎樣的關(guān)系?播種這些種子時(shí)，覆土的厚度可能有什么不同?
不同的植物種子萌發(fā)時(shí)適宜的光照條件也不同。
蠶豆種子有光和無(wú)光條件下，發(fā)芽率接近，且在有光情況下發(fā)芽率略高于無(wú)光情況下。煙草種子發(fā)芽需要光照，所以，覆土的厚度應(yīng)該要淺；莧菜種子發(fā)芽不需要光照，覆土的厚度應(yīng)該要深。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，播種前應(yīng)當(dāng)測(cè)定種子的發(fā)芽率。假如你從種子站買了一袋種子，應(yīng)當(dāng)怎樣測(cè)定它們的發(fā)芽率呢？需要測(cè)定整袋種子嗎？測(cè)定時(shí)，應(yīng)當(dāng)挑選那些飽滿、個(gè)兒大的種子嗎？應(yīng)當(dāng)給種子提供怎樣的環(huán)境條件？怎樣計(jì)算發(fā)芽率呢？
種子發(fā)芽率的計(jì)算公式：

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第一節(jié) 種子的萌發(fā)

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