曾曉怡 吳結(jié)瑩 陳學(xué)梅

摘 要 種皮是種子的組成部分之一，種皮存在于植物的種子時期，可以保護種胚，并有利于種子萌發(fā)吸收水分。本實驗利用剝皮花生和完整花生的萌發(fā)情況來探究種皮的吸水萌發(fā)作用；利用剝皮蓮子和完整蓮子來探究種皮的保護作用，使學(xué)生通過觀察進一步了解種皮的作用。本實驗簡單易行，可作為小學(xué)和中學(xué)生的科技活動實驗，加深對課本知識的印象，提高動手能力。

關(guān)鍵詞 種皮 吸水作用 保護作用 探究

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.04.015

Abstract Seed coat is one of the components of the seed. Seed coat exists in the seed period of the plant， which can protect the embryo and help the seed germinate and absorb water. This experiment used the germination of peeled peanuts and intact peanuts to explore the germination of seed coats； using peeled seeds and intact seeds to explore the protective effect of seed coats， so that students can further understand the role of seed coats through observation. This experiment is simple and can be used as an experiment of science and technology activities for elementary and middle school students to deepen the impression of textbook knowledge and improve the ability of hands.

Keywords seed coat； water absorption； protective effects； inquiry

1 活動背景

種子萌發(fā)是人教版生物七年級上冊的內(nèi)容，書中簡單介紹了種皮的作用——種皮，是種子的組成部分之一，種皮存在于植物的種子時期，可以保護種胚，并有利于種子萌發(fā)吸收水分，但是缺少了種皮的種子仍然可以發(fā)芽，從而引發(fā)學(xué)生思考種皮存在的作用。本實驗通過設(shè)計幾個小實驗來探究種皮的吸水萌發(fā)作用和保護作用，每個小實驗操作簡單而且富有趣味性，可以讓學(xué)生在實踐中更直觀地去感受這些作用，留下深刻的印象。

本實驗選用花生種子來探究種皮的吸水作用，花生種子和種皮較好分離，且花生種子在浸種后能夠達到較高的發(fā)芽率。在孫麗萍的不同生長期花生芽中主要營養(yǎng)成分變化中采用了浸種6～8小時和催芽48h的方式來培育花生芽。[1]本實驗采用不浸種的培育方法，因此需要更長時間來讓花生種子在吸足水分后萌發(fā)，此過程有利于學(xué)生對種皮的吸水作用的觀察。

探究種皮的保護作用，采用蓮子作為實驗材料。蓮子是我國重要的草本水生蔬菜資源，也是出口創(chuàng)匯的特色農(nóng)產(chǎn)品之一，隨著食品加工與保鮮技術(shù)的進步，鮮蓮以其飽滿的外觀品質(zhì)、新鮮的風(fēng)味和全面的營養(yǎng)將逐步取代干蓮成為市場消費主流。[2]因此想要購買包含蓮子心的蓮子已經(jīng)不再困難，蓮子的種皮較厚，而且蓮心即胚的部分較柔軟，所以對有種皮的蓮子和沒有種皮的蓮子進行破壞可以獲得較明顯的實驗現(xiàn)象。

2 活動目標

（1）知識目標：知道種皮吸水作用和保護作用的具體表現(xiàn)，描述實驗現(xiàn)象。

（2）能力目標：嘗試設(shè)計對照實驗，學(xué)會記錄實驗數(shù)據(jù)，表達與分析實驗結(jié)果。

（3）情感態(tài)度與價值觀：樹立熱愛科學(xué)，積極探索，主動學(xué)習(xí)的理念。

3 活動準備

實驗材料和用具（1個小組）：生花生12顆、新鮮蓮子多顆、培養(yǎng)皿4個、紙巾、250mL小燒杯1個、計時器1個、小刀1把、鹽或者糖。

4 活動過程

學(xué)生以3～4人為小組完成以下實驗，多組實驗計算重復(fù)實驗數(shù)據(jù)。

4.1 實驗一：探究花生種皮對種子吸水萌發(fā)的影響

（1）將花生種子分為實驗組和對照組，實驗組材料剝?nèi)シN皮，但必須保證結(jié)構(gòu)完整，若結(jié)構(gòu)不完整會造成人為的實驗誤差使得種子表面出現(xiàn)傷口容易受到感染，或者不小心破壞了胚的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致種子不能萌發(fā)，對照組不做處理。

（2）在兩個培養(yǎng)皿內(nèi)鋪上4～6層紙巾，分別放上花生種子并且倒入適量的水，浸潤種子底部即可。

（3）將培養(yǎng)皿放在向陽處培養(yǎng)，之后需保證紙巾保持濕潤，每天補充適量的清水，也可以購買平時裝觀賞魚的透明方底塑料袋，可以在底部放上一張硬紙板，再放上培養(yǎng)皿扎住袋口，做成一個簡單的溫室環(huán)境，在一開始多加一點水分就不需要再補充水分了，之后放到窗臺向陽處培養(yǎng)即可。觀察種子萌發(fā)情況記錄在表格中，如表1所示。

4.2 實驗二：探究蓮子種皮的機械保護作用

取兩個形態(tài)大小差不多的蓮子，實驗組的蓮子剝?nèi)ネ饷娴钠?，對照組的蓮子保持完整，同時放入小燒杯中，劇烈搖晃，讓計時器計時15秒，可進行多次重復(fù)實驗，根據(jù)學(xué)生力氣的大小可以繼續(xù)增加搖晃時間，分別從蓮子的顏色和軟硬質(zhì)感來觀察兩組蓮子搖晃前后的狀態(tài)，記錄的表格如表2所示。

4.3 實驗三：探究蓮子種皮對化學(xué)物質(zhì)防護作用

取四個形態(tài)大小差不多的蓮子，分為兩組，實驗組的蓮子剝?nèi)ネ饷娴钠?，對照組的蓮子保持完整，同時放在濃鹽水或濃糖水中浸泡一天后，觀察兩組蓮子的種皮變化，之后再剝開種皮觀察胚的變化，也是從蓮子的顏色和軟硬質(zhì)感來觀察，并記錄在表格上，如表3所示。

根據(jù)當時的溫度，預(yù)計大概的實驗天數(shù)，若是套袋實驗可以制造一個濕潤溫度較高的環(huán)境從而減少發(fā)芽的天數(shù)，因此當環(huán)境溫度較低，在20℃以下時，為了能夠較快獲得實驗結(jié)果，建議套袋實驗。記錄數(shù)據(jù)，做出科學(xué)的文字描述，每天去實驗室觀察并且拍照記錄，先小組內(nèi)總結(jié)出結(jié)論，再進行組間討論，之后可以做成PPT配合圖片文字在班上進行評比匯報，最后由教師總結(jié)理論知識和一些失誤。

5 結(jié)果分析與建議

5.1 結(jié)果分析

本次活動探究的預(yù)實驗結(jié)果如下，可以為之后的實際活動提供參考。教師還可以根據(jù)這些結(jié)果繼續(xù)創(chuàng)新完善活動方案（見表4）。

實驗一的結(jié)果如表4所示，本次實驗每組采用6顆花生種子，在對照組中，花生的萌發(fā)率在第四天達到了50%，比實驗組中的剝皮花生萌發(fā)率33.3%高了不少，因此可以證明種皮有利于種子吸水萌發(fā)。

實驗二的結(jié)果如表5所示，搖晃前后完整蓮子沒什么變化，是因為蓮子本身種皮厚而硬，能夠有效防御物理傷害，而失去了種皮保護的蓮子心很容易就出現(xiàn)了淤青受到了機械損傷，細胞破裂出水，因此證明種皮有機械保護作用。

實驗三的結(jié)果如表6所示，在濃鹽水中浸泡一天后，細胞會失水，表現(xiàn)出在完整蓮子上是蓮子種皮的皺縮，而有了種皮的保護，蓮子心狀態(tài)完好，沒什么變化，但是失去了種皮保護的蓮子心就會直接接觸到濃鹽水導(dǎo)致蓮子心發(fā)軟皺縮，證明種皮可以先阻隔周圍的化學(xué)物質(zhì)，以達到防護化學(xué)物質(zhì)的作用，是保護種子的一道有效屏障。

5.2 活動建議

本活動適合中小學(xué)生以3～4人為小組單位進行活動，活動中一些有危險隱患的環(huán)節(jié)由老師準備與監(jiān)管，如小刀的使用，還有搖晃燒杯時小心不要失手甩到地面等等安全隱患，若是由小學(xué)生完成探究蓮子種皮的機械保護作用時，由于力氣不大，不一定能達到效果，因此可以采用直接按壓蓮子或蓮子心5s的操作來代替原本的實驗過程。因為新鮮蓮子的收集會有一些季節(jié)的限制，因此可以采先采購一些蓮子冷藏，關(guān)鍵是需要有蓮子心，否則過了一定時節(jié)市售蓮子一般已經(jīng)被取心曬干，也可以尋找其它種皮較厚的種子代替此實驗材料。另外可以嘗試把驗證種皮保護作用的實驗放到室外來觀察，或許可以看到更多結(jié)果，比如說會有螞蟻等小動物來覓食或者經(jīng)過日曬雨淋后種子表面長出了霉菌或者感染了細菌即可獲得更明顯的現(xiàn)象等等。

參考文獻

[1] 孫麗平，楊美智子，劉蒙蒙等.不同生長期花生芽中主要營養(yǎng)成分變化[J].食品工業(yè)科技，2013.34（2）：343-346.

[2] 鄭寶東.中國蓮子（Nympheaceae Nelumbo Adans）種質(zhì)資源主要品質(zhì)的研究與應(yīng)用[D].福建農(nóng)林大學(xué)，2004.