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《种子的奥秘》
种子的奥秘课堂提纲
第1讲种子真有奥秘吗
一、引入
请同学组最后一个字是“子”的词
二、观看关于“种子的旅程”的视频
1.视频中用高速摄影机拍摄植物生长的过程
2.不同植物根据自身不同的特点,采取不同的方式传播种子(风力、雨水、动物粪便等等)
三、请同学发表观看视频后的感想
我的感想:
植物根据不同的自身特征,能够借助自然、借助动物采取不同的传播方式,巧妙而有效,正验证了“物竞天择,适者生存”的生命规律,这或许就是种子的奥秘所在。
第2讲从不知道说起
一、引入
《大学》:
知——止——定——静——安——虑——得
二、历史上在农业中有所贡献的人
1.伏羲氏
·中华民族文明始祖
·狩猎渔牧采集野果
·观天察地创制八卦
伏羲+周文王+孔子→《易经》
2.神农氏
·“五谷爷”“农皇爷”
·农业和医药的发明者
3.杜康
·中国酿酒业开山鼻祖
4.淮南王——刘安
·炼制丹药发明豆腐
三、“五谷丰登”的五谷
粟(稷)、黍、菽(豆)、麦、稻
分别是:
小米、黄米、豆类、小麦、水稻
四、从古至今的播种器械发展
1.古代播种器械——耒耜(神农发明)
2.传统播种器械——耧车(耩子)
3.现代播种器械——玉米精量免耕播种机
五、古代关于农业的著述
1.《周记》(2400多年前西周:
周公姬旦)
2.《汜胜之书》(汉朝:
汜胜之)
3.《齐民要术》(北魏:
贾思勰)
4.《四时篡要》(唐代:
韩鄂)
5.《农桑衣食撮要》(元代:
鲁明善)
6.《王祯农书》(元代:
王祯)
7.《农政全书》(明代:
徐光启)
总结:
中华民族祖先,通过长期的辛勤劳作,在播种、收获、保藏、处理种子方面,积累了丰富的经验和知识。
六、中西方的耕种方式
1.东方(中国)——家庭为单位
2.西方(美国)——个人为单位
七、农业研究上有所成就的人
1.种子科学创始人——诺倍
2.杂交水稻之父——袁隆平
3.绿色革命之父 诺贝尔和平奖得主——勃劳格
第3讲 种子长什么样
一、引入
请同学观察种子的标本,指出自己认识和不认识的种子
二、植物的分类
(地球上现存植物约50万种)
1.低等植物(孢子植物:
藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类)
2.高等植物(种子植物:
25万种左右)
(1)被子植物(如西瓜) 占99.5%以上
(2)裸子植物(如小麦) 800多种
注:
种子植物是地球上的优势植物,种类繁多(草本、木本、一年生、多年生),几乎无处不有。
三、上海世博会英国种子馆
·6万根纤细的透明亚力克
·外形像一朵蒲公英
·种子来自中国科学院昆明植物研究所野生生物种子资源库
(英国皇家植物园基因千年种子银行项目的合作伙伴之一)
四、举例各类植物
·一株番茄结果15000个
·美国巨无霸南瓜198斤
·世界上最大的西瓜和最小的西瓜
·白杨树“眉目传情”(幼苗时被砍掉的树枝)
(各类植物图片等等)
五、种子的特点
1.具有完整的种胚
2.备有足够的养料
3.贮藏和休眠特性
4.果种皮及附属性
“无三不成理”:
种子=种皮+种胚+胚乳
成分=淀粉+脂肪+蛋白
DNA=含氮碱基+脱氧核酸+磷酸根
(中国人的“三分法思维”,如“天道、地道、人道”)
六、种子传播借助的媒体
·自然传播(风、水、其他物体、自主散播等)
·战争掠夺
·商业交流
·自身适应
(如,仙人掌、一枝黄花等)
七、种子的含义
1.植物学上:
指由胚珠经受精作用发育而成的繁殖器官,通常包括种皮、胚、胚乳三个主要部分
2.农业上:
泛指一切可用作播种材料的植物器官,亦可称作农业种子。
八、种子的分类
世界上栽培植物约有1200种,我国约有600种,包括农作物、园艺作物、牧草、林木等种类,其播种材料种类繁多,但大体上可归纳为四大类。
1.真种子(植物学所指的种子,由胚珠发育而成)
如:
大豆、棉花、油菜、萝卜、芝麻、茄子、瓜类……
2.类似种子的果实(由整个子房发育而成,成熟后不开裂,可以直接播种,有的果实外面,还带有花器的其他部分发育而成的附属物)
常见的有:
(1)颖果:
小麦、玉米、高粱等
(2)瘦果:
向日葵、荞麦、菊苣、白沙蒿等
(3)坚果:
甜菜、菠萝、板栗等
(4)分果:
胡萝卜、芹菜、茴香等
(5)荚果:
鸟足豆、二色胡枝子、草木樨等
(6)核果:
桃、李、枣、椰子等
4.人工种子(将植物离体培养中产生的胚状体,或能发育成完整植株的分生组织(愈伤组织、芽)包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内,制成类似天然种子的颗粒体。
)
(1)构成:
胚状体、人工胚乳、人中种皮
(2)优点(无性繁殖):
·繁殖速度很快
·固定杂种优势
·特种植物快繁
(3)举例研制成功地人工种子:
胡萝卜、芹菜、黄莲等
九、种子鉴别方法
1.不同植物种子的鉴别(较易):
种子的内部构造、外部形状、大小、颜色
2.同作物不同品种鉴别(较难):
形态学、染色体、细胞学、生理学、物理法、化学法、生化法、DNA标记等等鉴定方法。
第4讲种子都可以吃吗?
一、引入
“药食同源”——五谷
(有时候生病不一定要吃药,事物可以是很好的药)
二、农作物种子的化学成分
1.按其主要化学成分分类:
(1)粉质种子:
淀粉含量60%-70%(如禾谷类、荞麦,养分贮存在胚乳内)
(2)蛋白质种子:
蛋白质含量25%-35%(如豆类,养分贮存在子叶内)
(3)油质种子:
脂肪含量30%-50%(如油菜、芝麻,养分贮存在子叶内)
2.种子的化学成分:
水分、淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素、酶、激素、色素
3.种子化学成分(贮藏物质)有何作用?
·种子本身生命活动的基质
·幼苗初期生长的营养物质
·人类赖以生存的食物来源
三、大豆的作用
1.食用油——大豆油
2.子粒豆饼为优质饲料
3.可制多种营养副食品
“青菜豆腐保平安”
(1)传统豆制品:
豆腐、豆腐干、豆腐乳、豆浆、豆芽、酱油
(2)新型豆制品:
豆浆粉、冰淇淋、豆奶
(3)大豆蛋白:
组织蛋白、分离蛋白、浓缩蛋白、蛋白肉
(4)大豆磷脂系列产品
4.大豆是重要的工业原料
(1)工业品——油漆、墨、胶合剂、塑料、人造羊毛、人造纤维等
(2)民用品——脂肪酸、代乳粉、人造黄油等
(3)医用品——卵磷脂等
注:
大豆制品可达500多种
四、无色养五脏
·红色——养心
·绿色——养肝
·黄色——养脾
·白色——养肺
·黑色——养肾
五、种子毒物
某些种子中,存在对人畜有害的化学物质,称为种子毒物
·油菜种子——硫代葡萄糖甙(硫甙)
·高粱种子——单宁
·棉花种子——棉酚(含棉酚的棉籽油,长期实用会影响生育)
·大豆种子——胰蛋白抑制剂、皂苷、植物凝血素(没烧熟的豆子不能吃,没有煮开的豆浆不能喝)
·马铃薯块茎——茄碱(龙葵素)
第5讲种子从哪里来的
一、引入(从草说起)
·吃——最早有草(神农尝百草)
·穿——最早有草(草裙)
·住——最早有草(茅屋)
讨论:
先有种子还是现有草?
二、植物的开花结果(种子形成发育的一般过程)
1.裸子植物种子的形成发育
2.被子植物种子的形成发育
被子植物的合子行程后,一般须通过短期休眠,才进行细胞的分裂分化,在形态上和生理上经过复杂的变化,最后:
合子——种胚
极核——胚乳
珠被——种皮
三、胚珠——种子发育过程中的形态变化
四、无籽西瓜为什么没有籽
普通西瓜(2n)♂
×→三倍体种子(3n)→三倍体西瓜(3n)
(2n)
二倍体幼苗→四倍体西瓜(4n)♀
五、种皮发育的几种结果
1.一层珠被,则形成一层种皮。
(如番茄、向日葵、胡桃等)
2.具有内、外两层珠被,通常则相应形成内种皮和外种皮。
(如油菜、蓖麻等)
也有一些植物,虽有两层珠被,但在发育过程中,其中一层珠被被吸收而消失,只有另一层珠被发育成种皮。
(如大豆、蚕豆的种皮,由外珠被发育而来;小麦、水稻的种皮,由内珠被发育而来)
3.在大多数被子植物中,当种子成熟时,种皮成为干种皮。
4.在少数被子植物中(如石榴)和裸子植物(如银杏)中,种皮可以成为肉质。
5.种皮的表面常具有附属物,最常见的是,棉花的外种皮的表皮细胞外向突出、伸长而形成的——“纤维”。
六、种子发育过程中的几种形态
1.假种皮——有些植物的种子外面具有假种皮,它是由珠柄或胎座发育而成的。
(如荔枝、龙眼果实中的肉质可食部分,就是珠柄发育而来的假种皮)
2.发芽口——在胚珠末端的珠孔,发育成为发芽口。
3.种柄——胚珠基部的珠柄,发育成为种柄。
4.种脐——种子成熟干燥以后,从种柄上脱落,在种皮上留下一个疤痕,即为种脐。
第6讲种子也睡懒觉吗
一、种子休眠的概念
广义额种子休眠——是指具有生活力的种子,停留在不能萌发的状态。
包括两种情况:
·生理休眠——即种子本身未完成生理成熟,或存在发芽的障碍,虽然给予适宜的发芽条件,仍然不能萌发。
·被迫休眠——即种子已具有发芽能力,但由于缺少萌发所具备的外界条件,而被迫处于静止状态。
二、种子休眠的意义
1.生物学意义:
种子休眠对植物本身来说,是一种有益的生物学特性,或者说是植物在长期系统发育过程中,形成的抵抗不良环境的一种适应性,即对逆境的适应。
(种子休眠,可以避开干旱、酷暑、严寒等恶劣气候,应对洪水、火灾、泥石流等突发性自然灾害,有利于种质延续。
)
2.农业生产意义:
(1)有利面:
·可防止种子在母株上发芽,如穗发芽,有利于种子的收获。
·有利于种子长期安全贮藏,保持种子生活力和延长种子寿命。
(2)不利面:
·若播种季节种子仍处于休眠状态,则会影响生产或浪费种子
·影响种子发芽试验结果的正确性
·造成根除杂草的困难
三、种子休眠的原因
1.种胚休眠
(1)种胚尚未达到形态成熟。
(如银杏、人参、草莓、兰花、白蜡树等)
(2)种胚尚未完成生理后熟。
(如苹果、梨、山楂、樱桃、牡丹、芍药、三叶草等)
2.种被障碍
·种被不透水(如豆科类的硬实种子)
·种被不透气(如禾谷类、棉花等)
·种被阻止抑制物质逸出(如野燕麦)
·种被减少光线到达胚部(如藜)
·种被的机械约束作用(如桃、李、杏、桑、苋菜等)
3.存在发芽抑制物质
抑制物质,可存在于稃壳、果皮、种皮、胚乳、胚等不同部位。
(氰化氢、氨、乙烯、芥子油、芳香油、柠檬醛、肉桂醛、水杨酸、没食子酸、咖啡碱、古柯碱、香豆酸、花楸酸、肉桂酸、咖啡酸、阿魏酸、脱落酸、甘氨酸、色氨酸等)
4.光照的影响
(1)喜光(需光)性种子——苋菜、芥菜、莴苣、烟草、芹菜等
(2)忌光性种子——葱、黑种草、落芒草、黍等
(3)非感光性种子——大部分农作物种子
(现已探明,光对种子休眠和萌发的影响,是受光敏素控制的)
5.不良环境条件的影响
不良环境条件,可诱导某些种子,产生二次休眠。
(二次休眠:
原来没有休眠,或已解除休眠的种子,由于遇到不良环境条件,重新进入休眠状态。
)
例:
·加温干燥的温度较高或时间过长,可使某些豆类和大麦、高粱种子,进入二次休眠。
·贮藏湿度过高,也可导致大麦、小麦种子二次休眠
·莴苣种子,在黑暗条件下或在30℃以上温度下发芽,均会产生二次休眠
四、影响人寿命的因素
(五福临门:
长寿、康宁、富贵、好德、善终)
1.世界卫生组织认为:
人的健康取决因素有——
·遗传因素(15%)
·社会条件(10%)
·医疗条件(8%)
·自然环境(7%)
·生活方式(60%)
2.中国百岁老人的共性特征
·心态平和,顺其自然
·饮食节制,粗茶淡饭
·勤劳好动,终身劳作
·家庭和睦,子女孝敬
·环境优良,水土特殊
·遗传因素,家族长寿
五、种子的分类
1.依据种子寿命长短分类
·短的——几小时、几十天
梭梭树、兰花——几小时、可可——35小时、杨树、柳树——1周多
·长的——1千年,1万年
古莲籽——1000多年(中国)、2000多年(日本)、苋菜——3000多年(阿根廷)、北极羽扁豆——1万多年(加拿大)、狗尾草——1万多年(中国)
澳大利亚Ewart(1980)分类:
(1)长命种子:
>15年
(2)中命种子:
3-15年
(3)短命种子:
<3年
2.依据种子贮藏的难易程度分类
易藏、中藏、难藏
3.依据种子贮藏行为分类
(1)传统型(正常型)种子
适合于干燥低温贮藏。
一般来说,种子水分、贮藏温度越低、寿命越长。
(如大多数农作物、蔬菜和牧草种子)
(2)顽拗型种子
不耐低温、不耐脱水干燥。
一般来说,脱水干燥——种子损伤,0℃以下——冻害,造成死亡(如水浮莲、菱角、茭白、荔枝、龙眼、咖啡、可可、椰子、橡胶、茶籽、板栗、银杏)
注:
研究表明,较高水分+较高温度+充足氧气,可延长顽拗型种子的寿命
(3)中间型种子
六、影响种子寿命的因素
1.遗传特性+发育状况+贮藏条件
·遗传因素(内因)——
植物种类、种被结构、化学成分、生理状态、物理性质、种胚性状
·环境条件(外因)——
水分、温度、氧气、其他(光、微生物、仓虫、化学物质)
2.贮藏技术的关键词:
干燥、低温、密闭
“三低贮藏”:
低水分(安全水分以下)
低温度(15℃以下)
低氧气(3%以下)
第7讲种子到哪里去了
一、种子的生命循环
二、种子的萌发的概念
1.萌发的五个过程:
生根——发芽——长叶——开花——结果
(……春生——夏长——秋收——冬藏……)
2.萌发的含义:
·生理上——干燥种子吸水到种胚突破种皮的过程
·生产上——种胚生长成具有正常构造幼苗的过程
3.观看关于种子萌发的视频
·大豆种子的萌发
·二翘豆种子萌发
·种子萌发的条件
三、种子萌发的条件
1.本身内在条件
具有生活力,且通过休眠或无休眠
2.外界环境条件
适宜的水分、温度和氧气。
另外,还有光照、化学物质、土壤因素、生物因素等。
(春秋末年,历史上发生的一个与种子有关的故事——越王煮米)
四、种子萌发过程及其特点
1.吸胀过程
·吸胀——是指种子吸水而体积膨胀的现象
·吸胀是种子萌发的起始阶段,但不是生命现象,而是一种单纯的物理过程
·死种子的亲水胶体也同样能够吸胀;有生命力的硬实种子,由于种皮不透水则不能够吸胀
(注:
种子是否能够吸胀不能作为判断种子有无生活力的标志)
·种子吸胀能力的强弱主要决定于种子的化学成分
例如:
豆类种子——吸水量接近或超过种子本身的干重
粉质种子——吸水量一般大约占种子干重的1/2
油料种子——含油量越高,吸水力越弱
·吸胀率——种子吸水达一定量时,吸胀体积与气干状态的体积之比
粉质种子的吸胀率——130%-140%
豆类种子的吸胀率——200%左右
·种子萌发过程中水分吸收的典型模式
2.萌动阶段
·萌动是种子萌发的第二阶段,也称——生化阶段
·种子萌动:
种子吸水后,胚部细胞开始分裂、伸长,当胚的体积增大到一定程度时,胚根尖端就突破种皮外伸。
(农业生产上俗称“破胸”或“露白”)
·绝大多数植物的种子萌动,首先冲出种皮的是胚根
(因为胚根的尖端,正好对着发芽口而种子又主要是通过发芽口吸水,因而胚根优先获得水分,代谢活动和细胞分裂先行)
·水分过多时,先出胚芽
(水分过多造成缺氧的情况下,胚根所受的抑制作用比胚芽大得多)
·少数情况下,有些死种子在充分吸胀后,胚根也会因体积膨大而伸出种皮以外,这种现象被称为“假发芽”
3.发芽阶段
·发芽——种子萌动以后,种胚细胞开始加速分裂和分化,胚根、胚芽伸出种皮并发育到一定程度
(我国和国际种子校验规程定义:
当种子发育长成具备正常主要构造的幼苗才称为发芽)
·发芽阶段,若氧气供应不足,易造成缺氧呼吸,放出酒精等有害物质,使种胚窒息麻痹以致死亡
(例如:
大豆、花生、棉花等大粒种子,在播种后由于土壤黏重,密度过大或覆土过深、雨后表土板结,种子萌动会因氧气供应不足,生长停滞,幼苗无力顶出土面,而发生烂种和缺苗断垄等现象)
4.成苗阶段
子叶出土型
绝大多数双子叶植物,幼苗属于子叶出土型
(棉花、油菜、大豆、烟草、蓖麻、向日葵、瓜类等)
子叶留土型
·大多数单子叶植物种子(禾谷类的水稻、小麦、玉米等)
·少数双子叶植物种子(蚕豆、豌豆、茶叶等)
第8讲种子给人的启发
一、关于“道”
·老子(约公元前571-471年)——“道可道,非常道”
·泰戈尔(1861年-1941年),印度大哲学家,诺贝尔文学奖(1913年)获得者——“……小理可以用文字说清楚,大理却只有沉默”
二、思考——汲取传统文化精华
三、反省——凡人不良习气
四、感悟——因果规律
五、
种子之道
六、种子的奥秘
自然万物,皆有联系
种子的奥秘还需要我们在生活中不停地寻找和感悟
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