双子叶植物花生幼苗结构残缺发育的探究

2017-11-06 23:52徐永强
中学生物学 2017年9期
关键词:胚轴腋芽胚根

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。

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