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以植物种子为载体的高考,近几年都有与之相关的应用性题目,而学生普遍得分较低,就其原因,主要是与植物种子相关的知识没有掌握好。高中生物學教材中,涉及种子的知识并不多,仅在必修课本第一册第五章“被子植物的个体发育”中提及到(种子的形成)。但由于种子与生产、生活及科研联系紧密,是生物学科考试体现STS的最佳切入点;另外,种子是研究新陈代谢的良好材料,容易实现学科内知识的综合,能很好的体现理科综合考试的特点,所以在各类考试中,与种子有关的考题却极常见,因此,在备考时不可忽视对这部分知识的训练。笔者根据这几年的教学从相关细胞的来源说一说——种子。
先说说种子的形成
被子植物种子的形成于花蕊有直接关系。雌蕊由柱头、花柱和子房组成,子房组成,子房内生有一至数枚胚珠。胚珠的外层是珠被,里面是胚囊,胚囊由胚囊母细胞组成(又叫大孢子母细胞)发育而来。胚囊母细胞经过减数分裂形成四个大孢子细胞,其中三个退化另一个继续进行三次有丝分裂,形成八个细胞核的胚。开始时,这八个核分别位于胚囊两端,各四个;接着,每端各有一个移至胚囊中央,这就是极核(2个);以后,靠近珠孔的桑细胞核发育成三个细胞,其中较大的一个是卵细胞,其余两个是助细胞,位于胚珠底部的三个细胞核发育成反足细胞。
雄蕊是由花药和花丝组成。花药上生有花粉囊,花粉囊里每个花粉母细胞(也叫小孢子母细胞)经过减数分裂形成四个花粉粒(也叫小孢子),每个花粉粒从花药里散发出来,飘落到雌蕊柱头上,花粉粒到达柱头后萌发形成花粉管,是受精过程的开始。但花粉粒能否正常萌发、导致受精的成功,除要有适宜的环境条件外,还取决于花粉粒与柱头间的相互识别和亲和。识别是由于花粉与柱头表层的识别蛋白之间的相互作用。在两者具有亲和性,并能互相识别的情况下,花粉就被柱头接受而萌发。花粉和柱头间不亲和的一种表现是花粉粒在柱头上虽能萌发,但花粉管被胼胝质所堵塞而不能继续生长。有时花粉管在花柱中生长缓慢,不能及时到达胚囊,也会成为受精的障碍。花粉管之所以能沿花柱朝着胚囊的方向生长,是由于它的向化性,即花柱组织内某些化学物质具有引诱作用。
花粉管穿过柱头,沿着花柱道(花柱中间的空心管道)或细胞间隙进入子房,通常穿过珠孔进入珠心,直达胚囊后,末端破裂,将在此之前由生殖细胞有丝分裂产生的2个精子和内含物注入胚囊。 其中一个精子与卵融合,形成受精卵(合子);另一个精子与胚囊中的2个极核融合,成为初生胚乳核。这一过程称为双受精。双受精是被子植物所特有的现象,也是其系统进化的一个重要标志。经双受精之后,受精卵发育成胚,初生胚乳核发育成胚乳,珠被发育成种皮,整个胚珠形成种子,子房膨大发育成果实。一个果实中的种子数量取决于完成双受精作用的胚珠的数量。具体过程见下图。
再说说种子各部分的染色体数目和基因型
有关被子植物果实各部分染色体数目和基因型的问题,是考试的热点,同学们在解决这一类问题时往往感到棘手,下面对这一知识点进行剖析,供参考。.被子植物双受精以后,植物花的各部分发生了很大变化,一般是花萼、花冠、雄蕊以及雌蕊的柱头逐渐凋萎,雌蕊的子房壁发育成果皮,珠被发育成种皮。果皮、种皮是非受精的产物,其染色体、基因型只与母本有关;胚、胚乳是受精产物,其染色体、基因型与父本、母本都有关(具体情况见下图)。
第三说说种子的萌发
成熟的种子能否萌发,取决于自身条件和外界条件,自身条件是指种子的结构完整,且胚有生活力;外界条件是指足够的水分、充足的空气和适宜的温度。多数的种子萌发于光照无关,少数如烟草、杜鹃种子只有在有光下才能萌发。
在空气充足和温度适宜的条件下,干种子通过吸胀作用吸收水分,引起种皮软发,体积增大,子叶或胚乳里的营养物质在酶的催化下转变成水溶性物质,转运给胚根、胚、胚芽。此时,细胞呼吸特别旺盛,有机物的种类增加,含量(干重)减少,湿重增加。当种子萌发成幼苗后植株便通过光合作用制造有机物,使干重逐渐增加,进入营养生长阶段,进而进入生殖阶段。
最后说说高考
涉及种子的知识和考点、考题很多,主要包括:种子的结构、种子的形成、种子的萌发、种子的休眠及种子的新陈代谢等,其中围绕种子的呼吸作用(有时与微生物的呼吸综合在一起)、种子的萌发是考核的重点内容。近几年的高考来说,重庆、北京、天津、上海、广东及全国的高考都有与之相关的试题,下面选几个具代表性的共大家赏析。
(2007年天津理综)4.下图表示玉米种子的形成和萌发过程。据图分析正确的叙述是
A.①与③细胞的基因型可能不同
B.①结构由胚芽、胚轴、胚根和胚柄四部分构成
C.②结构会出现在所有被子植物的成熟种子中
D.④过程的初期需要添加必需矿质元素
【解析】本题考查的是植物的个体发育内容。由图可知,①是胚,②是胚乳,③是珠被,④表示种子的萌发。胚是由子叶、胚芽、胚轴和胚根四个部分组成,所以B错;玉米属于单子叶植物,成熟的种子中有胚乳,但对于绝大多数的双子叶植物来说,成熟的种子中是没有胚乳的,因此C答案是错的。在种子萌发成幼苗的过程中所需的营养是由自身所贮存的营养提供,此时只需要从外界提供水分,只有长成幼苗后才能从土壤中吸收矿质元素。因此D答案也是不对的。珠被是由母本的体细胞发育来的,而胚是由受精卵发育来的,由父本和母本共同决定,因此基因型不一定相同。【答案】A
(2004?广西)下列关于被子植物个体发育过程的叙述,错误的是( )
A.受精卵发育成胚 B.胚珠发育成种子 C.胚和胚乳都在胚珠中发育 D.一个极核与两个精子结合后发育成胚乳
【解析】:考查被子植物的双受精作用及被子植物个体发育的过程(种子的形成)。被子植物的有性生殖是特殊的双受精作用:一个精子与卵细胞结合形成受精卵;另一个精子与两个极核结合,形成受精极核。受精卵将来发育成胚,受精极核经过多次分裂形成大量的胚乳细胞,这些胚乳细胞构成了胚乳。答案:D
(2008重庆)30.(21分)Ⅰ.为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系,某研究小组在25 ℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子,然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量,结果如图所示:
(1)在观察时间内,图中可溶性糖含量的变化 ,萌发前营养物质主要储存在大豆种子的 中,此结构最初由 发育而来.
(2)上图表明:糖类和蛋白质之间的关系是 糖类在 过程中产生一些中间产物,可以通过 作用生成相对应的 .
(3)如果在同样条件下继续培养,预测上图曲线的最终变化趋势是 原因是 .
【解析】本题是考查种子的结构及萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系。答案(1)先增加,然后保持相对稳定;子叶;受精卵(2)糖类可转换成蛋白质;氧化分解;转氨基;氨基酸(3)下降,黑暗条件下无光合作用并且呼吸作用消耗有机物
当然,与之相关的高考题还有很多,这里就不一一列举。在备考时只要认真对待,相信会得高分的。
先说说种子的形成
被子植物种子的形成于花蕊有直接关系。雌蕊由柱头、花柱和子房组成,子房组成,子房内生有一至数枚胚珠。胚珠的外层是珠被,里面是胚囊,胚囊由胚囊母细胞组成(又叫大孢子母细胞)发育而来。胚囊母细胞经过减数分裂形成四个大孢子细胞,其中三个退化另一个继续进行三次有丝分裂,形成八个细胞核的胚。开始时,这八个核分别位于胚囊两端,各四个;接着,每端各有一个移至胚囊中央,这就是极核(2个);以后,靠近珠孔的桑细胞核发育成三个细胞,其中较大的一个是卵细胞,其余两个是助细胞,位于胚珠底部的三个细胞核发育成反足细胞。
雄蕊是由花药和花丝组成。花药上生有花粉囊,花粉囊里每个花粉母细胞(也叫小孢子母细胞)经过减数分裂形成四个花粉粒(也叫小孢子),每个花粉粒从花药里散发出来,飘落到雌蕊柱头上,花粉粒到达柱头后萌发形成花粉管,是受精过程的开始。但花粉粒能否正常萌发、导致受精的成功,除要有适宜的环境条件外,还取决于花粉粒与柱头间的相互识别和亲和。识别是由于花粉与柱头表层的识别蛋白之间的相互作用。在两者具有亲和性,并能互相识别的情况下,花粉就被柱头接受而萌发。花粉和柱头间不亲和的一种表现是花粉粒在柱头上虽能萌发,但花粉管被胼胝质所堵塞而不能继续生长。有时花粉管在花柱中生长缓慢,不能及时到达胚囊,也会成为受精的障碍。花粉管之所以能沿花柱朝着胚囊的方向生长,是由于它的向化性,即花柱组织内某些化学物质具有引诱作用。
花粉管穿过柱头,沿着花柱道(花柱中间的空心管道)或细胞间隙进入子房,通常穿过珠孔进入珠心,直达胚囊后,末端破裂,将在此之前由生殖细胞有丝分裂产生的2个精子和内含物注入胚囊。 其中一个精子与卵融合,形成受精卵(合子);另一个精子与胚囊中的2个极核融合,成为初生胚乳核。这一过程称为双受精。双受精是被子植物所特有的现象,也是其系统进化的一个重要标志。经双受精之后,受精卵发育成胚,初生胚乳核发育成胚乳,珠被发育成种皮,整个胚珠形成种子,子房膨大发育成果实。一个果实中的种子数量取决于完成双受精作用的胚珠的数量。具体过程见下图。
再说说种子各部分的染色体数目和基因型
有关被子植物果实各部分染色体数目和基因型的问题,是考试的热点,同学们在解决这一类问题时往往感到棘手,下面对这一知识点进行剖析,供参考。.被子植物双受精以后,植物花的各部分发生了很大变化,一般是花萼、花冠、雄蕊以及雌蕊的柱头逐渐凋萎,雌蕊的子房壁发育成果皮,珠被发育成种皮。果皮、种皮是非受精的产物,其染色体、基因型只与母本有关;胚、胚乳是受精产物,其染色体、基因型与父本、母本都有关(具体情况见下图)。
第三说说种子的萌发
成熟的种子能否萌发,取决于自身条件和外界条件,自身条件是指种子的结构完整,且胚有生活力;外界条件是指足够的水分、充足的空气和适宜的温度。多数的种子萌发于光照无关,少数如烟草、杜鹃种子只有在有光下才能萌发。
在空气充足和温度适宜的条件下,干种子通过吸胀作用吸收水分,引起种皮软发,体积增大,子叶或胚乳里的营养物质在酶的催化下转变成水溶性物质,转运给胚根、胚、胚芽。此时,细胞呼吸特别旺盛,有机物的种类增加,含量(干重)减少,湿重增加。当种子萌发成幼苗后植株便通过光合作用制造有机物,使干重逐渐增加,进入营养生长阶段,进而进入生殖阶段。
最后说说高考
涉及种子的知识和考点、考题很多,主要包括:种子的结构、种子的形成、种子的萌发、种子的休眠及种子的新陈代谢等,其中围绕种子的呼吸作用(有时与微生物的呼吸综合在一起)、种子的萌发是考核的重点内容。近几年的高考来说,重庆、北京、天津、上海、广东及全国的高考都有与之相关的试题,下面选几个具代表性的共大家赏析。
(2007年天津理综)4.下图表示玉米种子的形成和萌发过程。据图分析正确的叙述是
A.①与③细胞的基因型可能不同
B.①结构由胚芽、胚轴、胚根和胚柄四部分构成
C.②结构会出现在所有被子植物的成熟种子中
D.④过程的初期需要添加必需矿质元素
【解析】本题考查的是植物的个体发育内容。由图可知,①是胚,②是胚乳,③是珠被,④表示种子的萌发。胚是由子叶、胚芽、胚轴和胚根四个部分组成,所以B错;玉米属于单子叶植物,成熟的种子中有胚乳,但对于绝大多数的双子叶植物来说,成熟的种子中是没有胚乳的,因此C答案是错的。在种子萌发成幼苗的过程中所需的营养是由自身所贮存的营养提供,此时只需要从外界提供水分,只有长成幼苗后才能从土壤中吸收矿质元素。因此D答案也是不对的。珠被是由母本的体细胞发育来的,而胚是由受精卵发育来的,由父本和母本共同决定,因此基因型不一定相同。【答案】A
(2004?广西)下列关于被子植物个体发育过程的叙述,错误的是( )
A.受精卵发育成胚 B.胚珠发育成种子 C.胚和胚乳都在胚珠中发育 D.一个极核与两个精子结合后发育成胚乳
【解析】:考查被子植物的双受精作用及被子植物个体发育的过程(种子的形成)。被子植物的有性生殖是特殊的双受精作用:一个精子与卵细胞结合形成受精卵;另一个精子与两个极核结合,形成受精极核。受精卵将来发育成胚,受精极核经过多次分裂形成大量的胚乳细胞,这些胚乳细胞构成了胚乳。答案:D
(2008重庆)30.(21分)Ⅰ.为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系,某研究小组在25 ℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子,然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量,结果如图所示:
(1)在观察时间内,图中可溶性糖含量的变化 ,萌发前营养物质主要储存在大豆种子的 中,此结构最初由 发育而来.
(2)上图表明:糖类和蛋白质之间的关系是 糖类在 过程中产生一些中间产物,可以通过 作用生成相对应的 .
(3)如果在同样条件下继续培养,预测上图曲线的最终变化趋势是 原因是 .
【解析】本题是考查种子的结构及萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系。答案(1)先增加,然后保持相对稳定;子叶;受精卵(2)糖类可转换成蛋白质;氧化分解;转氨基;氨基酸(3)下降,黑暗条件下无光合作用并且呼吸作用消耗有机物
当然,与之相关的高考题还有很多,这里就不一一列举。在备考时只要认真对待,相信会得高分的。