双子叶植物花生幼苗结构残缺发育的探究

徐永强

种子的萌发需要一定的内在条件和外部条件，在农业生产实践中，播种应选用粒大饱满而完整的种子，生物学教材介绍种子的萌发，也强调胚必须完整。那么，在适宜条件下，由种子萌发成的幼苗结构残缺，是否能继续发育为植株呢？笔者选用双子叶植物花生种子、大豆种子、菜豆种子进行探究，结果表明：双子叶植物幼苗结构残缺仍能生长发育。

1 探究过程

1.1 提出问题

在条件适宜的情况下，结构完整的花生幼苗能够正常生长发育，那么，在同等条件下，结构残缺的花生幼苗是否能正常生长发育呢？

1.2 作出假设

在适宜条件下，结构残缺的花生幼苗不能正常生长。

1.3 制定实验计划

（1） 实验材料：粒大饱满具有萌发力的花生种子。

（2） 实验仪器：培养皿、吸水纸、镊子、解剖刀。

（3） 实验步骤：

① 取大小相同的花生种子100粒。

② 将花生种子萌发至长出胚芽、胚轴、胚根时备用。

③ 取4个培养皿，放入吸水纸垫，注入适量清水，分别贴上标签：结构完整、缺胚芽、缺胚轴、缺胚根。

④ 取20粒发育完整的幼苗，不做处理，放入 “花生完整”培养皿内，作为对照组。

⑤ 取20粒切除胚根的幼苗、20粒切除胚芽的幼苗、20粒切除胚轴的幼苗，分别放入对应的培养皿内，作为实验组。

⑥ 将对照组和实验组并列放置在实验室内通风、通光的操作台上。

⑦ 每天观察记录，并保持适量的水分。

（4） 注意事项：

① 切除胚芽、胚轴、胚根时，要切除干净，否则残留的部会继续发育，影响实验结果。

② 使用小刀时注意安全，注意小刀伤手。

1.4 实施实验

1.5 探究过程记录

实验条件：室温（15℃～25℃）；适量水分；充足空气。

（1） 起始状态。

① 实验组：

缺胚芽组：子叶张开，多数种子子叶种皮脱落，少数种子子叶残留种皮；胚根白嫩、粗壮，胚根2～3 cm；胚轴0.5～1 cm，胚芽切除。

缺胚轴组：子叶张开，多数种子子叶种皮脱落，少数种子子叶残留种皮；胚根白嫩、粗壮，胚根2～3cm；胚轴切除，無胚芽。

缺胚根组：子叶张开，多数种子子叶种皮脱落，少数种子子叶残留种皮；胚芽幼叶紧闭。

② 对照组：

胚完整，多数种子种皮破裂，子叶半开，少数种子子叶张开，种皮脱落；胚根白嫩、粗壮，长2～3 cm，胚轴较短，胚芽幼叶紧闭。

（2） 5 d萌发状态。

① 实验组：

缺胚芽组：少数子叶残留种皮，子叶萎缩；胚根继续增长，侧根数量增多；胚轴生长缓慢；腋芽体积增大，少数种子腋芽长出纤细的茎和幼叶，长1～2 cm。

缺胚轴组：少数子叶残留种皮，子叶萎缩；胚根继续增长，侧根数量增多；胚轴生长缓慢；腋芽体积增大。少数种子腋芽长出纤细的茎和幼叶，长1～2 cm。

缺胚根组：少数子叶残留种皮，子叶萎缩；胚轴生长缓慢；胚芽进一步发育，茎长5～7 cm，叶柄长3～4 cm，叶片增大，形成幼苗；腋芽体积增大。

② 对照组：

胚完整，少数子叶残留种皮，子叶萎缩；胚根继续增长，侧根增多、增长；胚芽进一步发育，茎长5～7 cm，叶柄长3～4 cm，叶片增大，形成幼苗；腋芽体积增大。

（3） 11 d萌发状态。

① 实验组：

缺胚芽组：增长；胚轴停止发育；腋芽继续发育，茎增粗，叶片增大，株高6～8 cm，形成幼苗。

缺胚轴组：子叶种皮脱落；子叶萎缩；胚根继续增长，侧根继续增多增长；腋芽继续发育，茎增粗，叶片增大，株高6～8 cm，形成幼苗。

缺胚根组：幼苗继续发育，子叶种皮脱落；子叶萎缩；幼苗植株继续增高，株高8～10 cm；不定根增长、增多；腋芽高1～1.2 cm。

② 对照组：

胚完整，子叶种皮脱落；子叶萎缩；胚根继续增长，侧根继续增多。

（4） 16 d萌发状态。

① 实验组

缺胚芽组：幼苗继续发育，子叶种皮脱落；子叶萎缩；胚根继续增长，侧根继续增多增长；芽体继续发育，茎增粗，叶片增大，株高15～18 cm。

缺胚轴组：幼苗继续发育，子叶种皮脱落；子叶萎缩；胚根继续增长，侧根继续增多增长；芽体继续发育，茎增粗，叶片增大，株高15～18 cm。

缺胚根组：幼苗继续发育，子叶进一步萎缩；株高15～18 cm；不定根增多、增粗、增长；腋芽茎纤细，叶片细小，高1～1.5 cm。

② 对照组：

胚完整，幼苗继续发育，子叶进一步萎缩；株高20～25 cm；腋芽茎纤细，叶片细小，高1～1.5 cm。

1.6 实验现象

结构完整的花生幼苗发育为成熟植株，发育速度较快；缺胚芽、胚轴的花生幼苗发育为具有2条主茎的成熟植株，发育速度略慢；缺胚根的花生幼苗发育为须根系的成熟植株，发育速度略慢。

1.7 实验结论

结构残缺的双子叶植物花生幼苗仍能发育为成熟植株。

2 探究结果分析

缺胚芽、胚轴的幼苗，由于失去了顶端优势作用，胚轴与左右2片子叶基部之间的腋芽发育成2个侧芽，由侧芽继续发育成茎和叶，因此发育成熟的植株有2条主茎，胚根正常，发育成主根。

缺胚根的幼苗，在胚根基部长出许多不定根，由不定根形成须根系，胚芽正常，发育成茎和叶。

由于花生幼苗在长出真叶之前的营养供给由胚的子叶供给，缺胚芽、缺胚轴、缺胚根的幼苗子叶正常，因此结构残缺的幼苗仍能发育为成熟植株。