由种子演绎出来的系列生物学问题

１论文RUNWEN由种子演绎出来的系列生物学问题----此文发表于全国教育类核心期刊《生物学教学》2006.5杨红辉近几年，有关种子的考点在高考中频频出现，这说明种子是一个较好的知识载体，能够考查高中学生的生物学知识。本人对种子的生物学问题作了整理、归纳和总结，列为以下四大类型。1种子的形态结构通常根据种子成熟后是否具有胚乳而分为无胚乳种子和有胚乳种子。教学中常以玉米、水稻、小麦、蚕豆、大豆等为例，解剖种子的结构。这部分内容中，可能会出现的考点有：种子结构的识别，各种结构的发育情况以及被子植物的双受精。具体包括：种子是由胚珠发育形成，种皮、胚、胚乳分别由珠被、受精卵和受精极核发育而来。在发育中，一般受精卵形成后要休眠一段时间，因此，胚乳是先于胚而发育的。在复习的时候要注意各种常见农作物的胚和胚乳的发育状况。如：以玉米为代表的单子叶植物，其种子的结构包括种皮、胚和胚乳。营养储存在胚乳中。而以大豆为代表的双子叶植物，其种子的结构包括种皮和胚。大豆的胚乳在发育过程中，其中的营养物质被胚吸收，储存在子叶中，因此形成的是无胚乳的种子。例题1：给已去掉雄蕊尚未受粉的甲梨树授以另一品种乙梨树的花粉，下列对甲梨树当年结的果实及种子的叙述，正确的是（）A．果实的口味与乙相同B．果实的口味与甲相同C．种子的基因型与乙相同D．种子的基因型与乙相同分析：这一道05年的广东高考题考查了种子和果实的来源关系，是一道综合题，还涉及到了有性生殖、基因重组等相关知识。学生首先要掌握种子、果实的结构及其相互关系，理解食用的部分（果皮）是由母本的基因型决定，而种子胚的基因型是由甲树卵细胞和乙树的精子受精后决定的，所以正确答案为B。2种子的生理在高中生物学中，新陈代谢这一章比重比较大，涉及的内容多。如水分代谢、矿质代谢、光合作用、呼吸作用等都可以借助种子进行命题。因此，这类题目出现的频率很高。现将与种子的代谢有关的内容归纳如下：2.1水分代谢①水分含量的变化：胚发育时水分增加；种子成熟时水分减少；种子萌发时水分增加。②水分来源和吸水方式的变化：胚发育时水分由母体根部吸水运输而来，吸水方式以渗透吸水为主；种子萌发中，刚萌发时，以吸胀吸水为主，形成根以后以渗透吸水为主。2.2有机物的变化①有机物的来源：胚发育时有机物由母体的叶等部位光合作用合成并运输过来；种子萌发时有机物由子叶或胚乳供给。②有机物总量的变化：胚发育时不断吸收母体提供的养料，有机物总量增加，干重增加。种子萌发时有机物总量减少，干重减少。原因是由于２论文RUNWEN呼吸作用的消耗。（直到真叶展开，开始光合作用。有的植物子叶出土后未脱落之前也会进行光合作用）。③有机物种类的变化：种子成熟后，代谢减弱，有机物的种类减少。种子萌发时，代谢加强，酶活性增强，各类物质之间的转变加快，如淀粉水解成麦芽糖，蔗糖水解成葡萄糖和果糖等。因此，可以说有机物的种类增多。2.3呼吸作用和能量变化①呼吸作用始终在进行：在胚的发育和种子的萌发两个阶段的生命活动过程中都需要能量，始终要进行呼吸作用，即使在种子储存时，呼吸作用减弱了，但也不会停止。②呼吸作用的强弱和类型：胚发育时，呼吸作用先增强后减弱，进行有氧呼吸。种子萌发时，呼吸作用由弱到强。开始时无氧呼吸，以后逐渐转为有氧呼吸。有机物减少，能量减少。（注意呼吸作用的反应方程式）例题2：（04年全国理综第31题）将等量萌发的种子和煮沸冷却后的种子分别放入甲、乙两试管中,如下图所示(本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长)。两试管中均无空气存在。据图分析回答：(1)甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是；将该气体引入溶液中，可使该溶液变混浊。(2)甲试管中产生气泡的现象是种子进行造成的，写出表示这一过程的反应式。(3)乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是。(4)乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需的营养要素可归纳成、、、和五大类。(5)这些微生物可能的来源是(答出两个来源即可。)。分析：本题是涉及呼吸作用和微生物代谢的综合题。(1)(2)(3)三个小题考查的知识点是必修课本中生物的呼吸作用。(1)一开始两试管中均无空气，后来甲试管有气体产生，考虑到甲试管里有活种子，因此是活种子进行无氧呼吸产生气体CO2，CO2能使澄清的石灰水变混浊。(2)由上小题就知道种子进行了无氧呼吸，要注意无氧呼吸的化学反应式不能将酶和能量写丢了。(3)甲与乙的对比实验可以看出本实验的单因素就是种子的活性，乙试管中的种子是煮熟的，因此酶失去活性，不能进行呼吸作用。所以，本题答案：(1)CO2Ca（OH)2(2)无氧呼吸，C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量(3)被煮熟过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用。（4）死亡种子中，碳源、氮源、生长因子、水、无机盐。（5）未灭菌的试管内壁的菌类，操作过程中带入的菌类，石蜡油中的菌类，铁丝网上的菌类，种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。2.4影响种子代谢的因素及种子的储藏①影响胚发育（植物结实）的因素：光照、温度、水分、矿质离子、CO2等都会影响母体的新陈代谢，母体的光合作用会对种子的形成产生重要影响。３②影响种子的萌发的因素：水分、温度、氧气等都会影响种子的萌发。光照不一定会影响种子的萌发。注意一些特殊的例子，如莴苣种子在光下才能萌发，而南瓜、黄瓜等瓜类种子需要在暗处论文RUNWEN才能萌发。另外，矿质离子不会影响种子的萌发。③种子的储藏：影响种子储藏的因素有水分、温度和氧气。生产上可以通过晒干、密封、储藏在温度较低的场所（如无光的地方）达到延长种子的储藏时间。种子储藏的时间越长，对种子萌发的影响就会越大。所以用于生产的种子不能无限期储存。综观近五年的全国理综的高考题，有关种子的考题都落在代谢这一章上。前四年的考点都与光合作用和呼吸作用有关。而2005年的考点是有关酶促反应的温度条件（见例题3）。应继续加强对这些内容的关注。例题3：05年全国理综第4题）将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液I和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（）A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色分析：该题的考点是有关酶促反应的温度条件。旨在考查淀粉水解过程中酶催化的适宜条件和还原糖鉴定。20℃～30℃是植物体内酶催化适宜的温度条件，30℃比20℃更适宜，淀粉被催化成可溶性还原二糖或单糖，与斐林试剂反应出现特定的颜色反应，即砖红色沉淀，且乙比甲颜色更深些，故选Ｄ。3关于种子的遗传学问题遗传学问题在种子里体现出来，常见的有果皮、种皮、子叶、胚、胚乳的基因型、表现型及其比例，以及染色体组等问题。而且，遗传问题本来就是高中生物学知识中的重点和难点，如把它和植物的生长发育糅合在一起，更增加了它的难度。如03年的江苏15题考的就是这一内容。3.1种子中种皮、子叶、胚、胚乳的基因型、表现型果皮是由母本的子房壁发育而来，种皮由珠被发育而来，因此，果皮和种皮的基因型、表现型和母本相同。胚基因型和受精卵基因型完全相同，是由父本和母本雌雄配子的基因型共同决定的。子叶属于胚的一部分，当然它的基因型和受精卵基因型也一样。例题4：豌豆的圆滑种皮和黄色子叶分别对皱缩种皮和绿色子叶是显性。现用纯种圆滑种子、黄色子叶豌豆（RRYY）的花粉授给纯种皱缩种皮、绿色子叶豌豆（rryy）的雌蕊柱头，所得种子再播种，自交所得种子再播种……按下表要求填写各代的性状及其比例：分析：基因型为RRYY的的豌豆与rryy豌豆进行杂交，当年母本（rryy）植株上结出的种子，胚的基因型为RrYy，种皮全部皱缩（rr），子种皮子叶当年第二年第三年４叶全部是黄色的（Yy）。第二年，将此种子播种，长成的植株基因型是RrYy，自交后，结出的种子，种皮全部是圆滑的（Rr），胚的基因型有9种，根据基因分离定律，Rr×Rr→RR，2Rr，rr，论文RUNWEN也就是说，RR和rr的胚各占四分之一，Rr的胚占四分之二。所以，子叶有黄色（YY和Yy）和绿色（yy），分离比为3：1。在第三年，由9种基因型的胚分别发育成的植株，再进行自花受粉，种皮圆滑（RR和Rr）和皱缩（rr），分离比为3：1。子叶YY→4YY；2Yy→2YY，4Yy，2yy；yy→4yy。所以黄色（4YY+2YY+4Yy）：绿色（2yy+4yy）=5：3。3.2育种及育种方法①育种方法：诱变育种（航天育种）、组织培养、单倍体育种。②育种过程：如以玉米育种为例。育种实验中将玉米种子，经过不同的处理，所育成的玉米植株：A种子萌发成幼苗（A），取玉米幼苗（A）的茎尖进行组织培养，发育成植株（X）,再取其花药离体培养，幼苗（Y）经秋水仙素处理又发育成为植株（Z）。B玉米种子搭载到航天飞船上，再育成太空玉米（M）。A、B玉米种子通过不同的育种方法，育成的植株的基因型是不同的。教师在复习时也应适当关注各经济作物的种子育种，分析基因型、计算概率等相关问题。4生命活动调节关于生物的生命活动的调节，越来越被人们所关注。虽然在近几年的理综考试中未出现涉及种子的此类考题，但本人以为，不可轻视这部分内容。在复习阶段，应该有意收集有关种子中各种激素的分布，作用等。以备不时之需。4.1胚的发育和种子的萌发过程中的生长情况应注意细胞分裂、细胞的生长和分化、细胞衰老、死亡等内容。4.2种子中含有的各种激素及调控作用①生长素：在幼嫩种子、萌发的种子（胚芽鞘、芽和根尖的分生组织）等都含有较多的生长素。主要作用是促进细胞的伸长生长；诱导组织分化。②细胞分裂素：存在于幼嫩的种子和萌发的种子。主要作用是促进细胞分裂、促进细胞扩大和诱导组织分化。③赤霉素：种子（尤其是未成熟种子）等。主要作用是促进细胞的伸长生长。④乙烯：存在于萌发的种子。主要作用：促进细胞的扩大生长。⑤脱落酸：存在于：进入休眠的种子和老化的种子。主要作用：抑制细胞的伸长生长。例题5：如图为玉米种子构造图，请根据该图确定下列叙述中正确的是()。(多选题)A.在种子愈成熟时，a水分含量愈高B.细胞分裂素可促使d构造的生长C.促进c生长的IAA浓度可促进e生长D.f来自子房壁及珠被E．b、c、d、e是由胚经减数分裂发育来的分析：这是一道综合题。学生只有在熟悉种子中胚结构的前提条件下，再结合植物激素的主要作用、生长素的两重性等特点。才会选对答案B、D。总之，教师在专题复习中，如以一个点为中心，进行知识发散，是比较有效的５复习策略。帮助学生在学习中举一反三，融会贯通。才能取得较好的效果。