植物种子萌发实验指导及习题详解

植物种子萌发实验指导及习题详解（一）实验目的通过实验探究种子萌发的内外在条件，观察种子萌发的形态结构变化，掌握对照实验设计与变量控制方法，理解环境因素（水分、温度、氧气、光照等）及种子内在活力对萌发的综合影响。（二）实验材料与器具种子材料：选取胚完整、活力良好的种子（如菜豆、小麦、玉米）；若探究光照影响，可选用烟草（需光）、苋菜（需暗）、蚕豆（光不敏感）等种子。器具与试剂：培养皿（带盖）、滤纸/脱脂棉、镊子、蒸馏水、标签纸、恒温培养箱、温度计、遮光罩（探究光照时用）、烧杯等。（三）实验方法与步骤1.基础实验：环境因素对种子萌发的影响（以水分、温度、氧气为例）（1）水分对种子萌发的影响（对照实验）分组处理：取3个培养皿，编号A、B、C。各铺2层滤纸，A组滴加适量蒸馏水（滤纸湿润无积水），B组滴加过量蒸馏水（淹没种子，模拟缺氧+水分充足），C组不加水（干燥环境）。每组放20粒菜豆种子，盖好后置于25℃、光照适宜环境。观察记录：每天定时记录萌发数（胚根突破种皮为萌发），连续观察5-7天，绘制萌发率曲线。（2）温度对种子萌发的影响（梯度实验）分组处理：4个培养皿各铺湿润滤纸，放等量菜豆种子。1号置5℃（低温）、2号置25℃（适宜）、3号置40℃（高温）、4号设变温（白天25℃、夜间15℃），其余条件一致。观察记录：比较不同温度下的萌发速率与最终萌发率，分析温度对萌发的“启动-持续”影响。（3）氧气对种子萌发的影响（厌氧模拟）分组处理：2个培养皿，A组种子铺湿润滤纸+少量湿沙（保氧）；B组种子铺湿润滤纸+厚层湿沙（低氧）。放入玉米种子，置于25℃光照培养箱。观察记录：记录萌发时间、胚根长度，分析氧气对萌发及幼苗生长的影响。2.拓展实验：种子萌发的形态结构观察材料处理：菜豆、小麦种子清水浸泡12-24小时（菜豆时间稍短，避免胚腐烂）。萌发培养：浸泡后种子放湿润滤纸培养皿，25℃黑暗环境（减少光合干扰），每天补水。形态观察：从第2天开始，每天取1-2粒萌发种子，放大镜/解剖镜观察：菜豆胚根突破后，胚轴伸长（子叶出土）；小麦胚根、胚芽生长，胚乳被胚吸收（子叶留土）。绘制形态图并标注结构。（四）实验注意事项1.种子选择：确保胚完整、无休眠（可选已解除休眠的种子，如市售菜豆）。2.变量控制：对照实验中，仅研究变量（如水分）不同，其余条件（温度、光照、种子活力）严格一致。3.重复实验：每个处理设3个平行样本，实验重复2-3次，减少偶然误差。4.环境稳定：恒温箱提前预热，光照时长/强度稳定；培养过程避免震动、温度骤变。5.安全操作：镊子、解剖针使用时注意安全，浸泡种子的水及时更换防霉变。二、种子萌发实验习题详解（一）实验设计分析类例题1：某同学探究“光照对菜豆种子萌发的影响”，方案为：两个培养皿铺湿润滤纸，各放10粒种子；甲光照、乙黑暗，均25℃培养。分析合理性并提改进建议。解析：合理性：设置光照对照，温度、水分等无关变量一致，遵循对照原则。改进建议：①增加种子数量（每组20粒），减少偶然误差；②设3个平行组，提高结果可靠性；③明确萌发判断标准（如胚根突破种皮≥2mm）。例题2：探究“种子萌发是否需要空气”，实验分两组：A组种子浸泡水中，B组放湿润滤纸。评价不足并修正。解析：不足：A组同时改变“空气”和“水分（缺氧+胚腐烂风险）”，变量不单一。修正：A组：湿润滤纸+密封培养皿（低氧）；B组：湿润滤纸+敞口培养皿（充足空气）。其余条件一致。（二）环境条件判断类例题3：下表为不同温度下小麦种子萌发率（50粒/组），分析温度对萌发的影响。温度（℃）515253545------------------------------萌发率（%）03080600解析：小麦萌发的温度三基点：最低约5℃（萌发率0）、最高约45℃（萌发率0）、最适约25℃（萌发率80%）。5-25℃：温度升高，酶活性增强，萌发率上升；25-45℃：高温破坏酶结构/胚细胞，萌发率下降。例题4：仓库水稻种子“干燥、低温、通风”却长期不萌发，原因是缺少______条件。解析：种子萌发需“适宜温度、一定水分、充足空气”。仓库干燥（缺水）、低温（不适宜）、通风（空气充足），因此主要缺少一定的水分（干燥导致种子代谢停滞）。（三）实验现象解释类例题5：菜豆种子萌发后子叶出土，小麦种子萌发后子叶留土，原因是什么？解析：菜豆（双子叶无胚乳）：下胚轴伸长，将子叶、胚芽推出土面（子叶出土）。小麦（单子叶有胚乳）：上胚轴伸长，胚芽出土，子叶（盾片）留土，负责吸收胚乳营养并转运给胚。例题6：玉米种子在25℃、湿润、充足空气下部分未萌发，可能原因是什么？解析：外在条件已满足，需分析内在因素：胚不完整（机械损伤、病虫害）；胚无活力（陈种子、胚细胞死亡）；种子处于休眠期（未经过后熟/低温层积处理）。（四）实验设计实践类例题7：设计实验探究“不同浓度盐水对菜豆种子萌发的影响”，写出步骤与预期结果。解析：实验步骤：1.配制盐水浓度：0%（清水，对照）、1%、3%、5%。2.5个培养皿编号，各铺湿润滤纸（湿润液为对应浓度盐水，对照为清水）。3.每个培养皿放20粒菜豆种子，25℃、光照适宜环境培养。4.每天记录萌发数，7天后计算萌发率。预期结果：盐水浓度