由种子演绎出来的系列生物学问题.doc

论文 RUN WEN 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 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。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 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。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 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）。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 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。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) CO2 Ca（OH)2(2)无氧呼吸，C6H12O62C2H5OH（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 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。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 RUN WEN 才能萌发。另外，矿质离子不会影响种子的萌发。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。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。2030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。 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。种皮子叶当年第二年第三年 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，RrRrRR，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YY4YY；2Yy2YY，4Yy，2yy；yy4yy。所以黄色（4YY+2YY+4Yy）：绿色（2yy+4yy）=5：3。3.2 育种及育种方法 育种方法：诱变育种（航天育种）、组织培养、单倍体育种。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 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。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。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。乙烯：存在于萌发的种子。主要作用：促进细胞的扩大生长。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